一种具有多孔活性涂层的电极，包括： （ａ）电极；和 （ｂ）多孔活性涂层，其形成在电极的至少一个表面上，并且其具有形成在该表面上的许多无机粒子和粘合剂聚合物的混合物， 其中多孔活性层在厚度方向上表现出组成形态的不均匀性，其中存在于多孔活性层表面区域的粘合剂聚合物／无机粒子的含量比高于存在于多孔活性层内部的粘合剂聚合物／无机粒子的含量比。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电化学装置例如锂二次电池的电极、其制造方法 以及包含该电极的电化学装置，更具体地，涉及一种具有多孔活性涂 层的电极、所述电极的制造方法以及包含该电极的电化学装置，所述 多孔活性涂层具有形成在所述电极表面上的无机材料与聚合物的混合 物。
技术介绍
近来，对能量储存技术的关注正在增加。电池己经被广泛地用作 在移动电话、可携式摄像机、笔记本电脑、计算机和电动车领域中的 能源，引起了对电池广泛的研究与开发。在这点上，电化学装置是最 感兴趣的方面之一。特别地，可再充电二次电池的开发一直是关注的 焦点。近来，在二次电池领域已经对可改善容量密度和比能量的新型 电极和新型电池进行了广泛的研究与开发。在通常使用的二次电池中，二十世纪九十年代早期开发的锂二次电池比使用水性电解质溶液的传统电池(例如Ni-MH电池、Ni-Cd电池、 H2S04-Pb电池等)具有更高的驱动电压和高得多的能量密度。因此，锂 二次电池已经被有利地使用。然而，这样的锂二次电池具有的缺点在 于，其中使用的有机电解液会引起安全有关的问题从而导致电池燃烧 和爆炸，并且制造这类电池的方法很复杂。近来，锂离子聚合物电池由于解决了锂离子电池的上述缺点，从 而被认为是下一代电池中之一。然而，锂离子聚合物电池与锂离子电 池相比具有相对低的电池容量和在低温下不充分的放电容量，因此， 锂离子聚合物电池的这些缺点仍迫切地需要解决。 这样的电池已经由许多公司制造，并且电池稳定性在锂离子聚合 物电池中具有不同的相。因此，重要的是评价和确保锂离子聚合物电 池的稳定性。首先，应该认为电池运行中的错误将不会对使用者造成伤害。为此，安全与规范条例(Safety and Regulation)严格地调控电 池中的燃烧和烟雾。锂二次电池会由于阴极和阳极之间的接触而短路，导致伴随着极 高温度热的爆炸。例如，如果多孔隔板由于电池的过热而收縮或熔融 或由于外部的碰撞而穿透，会使得阴极和阳极之间接触。为了解决上述电池安全相关的问题，已经提出具有多孔活性层的 电极，所述多孔活性层通过涂覆阳极或阴极的至少一个表面而形成， 并且对两个电极涂覆的均是无机粒子和粘合剂聚合物的混合物。常规 涂覆在电极之上的多孔活性层在厚度方向表现出均匀的组成形态，如 图2B和图3B所示。然而，如果电化学装置装配有具有多孔活性涂层 的电极，其缺点在于多孔活性层中的无机粒子在例如巻绕等的装配过 程中会脱离，并且在使用单独的多孔隔板时朝向隔板的层压特性会变 差。为了解决上述缺点，如果粘合剂聚合物在多孔活性层中的含量增 加，那么在电化学装置的装配过程中的特性例如耐剥离性和耐刮擦性、 朝向隔板的层压特性等会较大程度地改善。但是，多孔活性层的多孔 性被降低，因为粘合剂聚合物含量的增加导致无机粒子含量的相对减 少，从而导致电化学装置的性能恶化。
技术实现思路
本专利技术被设计以解决现有技术的问题，因此，本专利技术的第一目的 是提供一种有机/无机复合隔板，其能够改善在电化学装置装配过程中 的性能，而不增加粘合剂聚合物的含量，从而在所述电极至少一个表 面上形成的多孔活性涂层的多孔性能够被充分地维持，本专利技术还提供 制造所述隔板的方法以及包含该隔板的电化学装置。 本专利技术被设计以解决现有技术的问题，因此，本专利技术的第二目的 是提供一种制备具有多孔活性涂层的电极的方法，所述电极仅通过一 个涂覆过程而表现出第一目的中描述的特性。为了实现第一个目的，本专利技术提供一种具有多孔活性涂层的电极， 包括(a)电极；和(b)形成在该电极至少一个表面上的多孔活性涂层， 并具有在其上形成的许多无机粒子与粘合剂聚合物的混合物，其中所 述多孔活性层在厚度方向上表现出组成形态的不均匀性，其中存在于 多孔活性层表面区域的粘合剂聚合物/无机粒子的含量比高于存在于多 孔活性层内部的粘合剂聚合物/无机粒子的含量比，本专利技术还提供所述 电极的制造方法，和包含所述电极的电化学装置。如上所述，根据本专利技术具有多孔活性涂层的电极通过将多孔活性 层引入到电极之上而增强了多孔活性涂层的耐剥离性和耐刮擦性，多 孔活性层在厚度方向表现出组成形态的不均匀性，其中存在于多孔活 性层表面区域的粘合剂聚合物/无机粒子的含量比高于存在于多孔活性 层内部的粘合剂聚合物/无机粒子的含量比。而且，在使用单独的多孔 隔板中，本专利技术的电极可改善朝向电极的层压特性。因此，电池的稳 定性和性能能够被共同改善，因为在电化学装置的装配过程中能够降 低无机粒子从多孔活性层的脱离。在根据本专利技术具有多孔活性涂层的电极中，优选使用第一粘合剂 聚合物作为粘合剂聚合物，第一粘合剂聚合物同时包含选自羧基、马 来酸酐和羟基的至少一种官能团以及选自氰基和丙烯酸酯基的至少一 种官能团。这样的第一粘合剂聚合物可包括氰基乙基支链淀粉，氰基 乙基聚乙烯醇，氰基乙基纤维素，氰基乙基蔗糖，等。在根据本专利技术具有多孔活性涂层的电极中，就多孔涂层的电化学稳定性而言，优选使用溶解度参数为17到27MPa^的第二粘合剂聚合 物与上述粘合剂聚合物一起作为粘合剂聚合物。这样的第二粘合剂聚 合物包括聚偏二氟乙烯-共-六氟代丙烯，聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯， 聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈，聚乙烯基吡咯垸酮，聚乙酸乙烯酯， 聚乙烯-共-乙酸乙烯酯，聚酰亚胺，聚环氧乙垸，乙酸纤维素，乙酸丁 酸纤维素，乙酸丙酸纤维素，等。为了实现第二个目的，本专利技术提供制备具有多孔活性涂层的电极 的方法，该方法包括(Sl)制备同时包含选自羧基、马来酸酐和羟基的 至少一种官能团以及选自氰基和丙烯酸酯基的至少一种官能团的第一 粘合剂聚合物的溶液；(S2)向第一粘合剂聚合物的溶液中添加无机粒子并将无机粒子分散在第一粘合剂聚合物的溶液中；(S3)将具有无机粒子分散于其中的第一粘合剂聚合物溶液涂覆电极，并干燥涂覆的电极， 其中多孔活性涂层在厚度方向上表现出组成形态的不均匀性，其中存 在于多孔活性层表面区域的粘合剂聚合物/无机粒子的含量比高于存在 于多孔活性层内部的粘合剂聚合物/无机粒子的含量比。在根据本专利技术制备具有多孔活性涂层的电极的方法中，就多孔活 性涂层的电化学稳定性而言，优选在第一粘合剂聚合物的溶液中进一 步加入和溶解第二粘合剂聚合物，其中第二粘合剂聚合物具有17-27MPa"2的溶解度参数。 附图说明这些和其他的特征、方面、和本专利技术优选实施方式的优点将在以 下的详细说明书中参考附图进行全面说明。图l分别是表明根据本专利技术具有多孔活性涂层的电极的横截面图， 以及在厚度方向上具有形态学不均匀性的多孔活性层的示意图。图2是通过扫描电子显微镜(SEM)拍摄的照片，表明具有多孔活性 涂层的电极。此处，图2A是显示在实施例1制备的在厚度方向上具有 形态学不均匀性的多孔活性层的表面的放大照片，图2B显示常规多孔 活性层的表面的放大照片。图3是通过扫描电子显微镜(SEM)拍摄的照片，表明具有多孔活性 涂层的电极的横截面图。此处，图3A是实施例1制备的在厚度方向上 具有形态学不均匀性的多孔活性层的表面的放大照片，图3B显示常规 多孔活性层的表面的放大照片。图4是在具有多孔活性涂层的电极中朝向多孔隔板的层压试验后 拍摄的图片。此处，图4A是表明实施例l制备的、具有多孔活性涂层 的电极的层压试验结果的照片本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有多孔活性涂层的电极，包括： （ａ）电极；和 （ｂ）多孔活性涂层，其形成在电极的至少一个表面上，并且其具有形成在该表面上的许多无机粒子和粘合剂聚合物的混合物， 其中多孔活性层在厚度方向上表现出组成形态的不均匀性，其中存在于多孔活性层表面区域的粘合剂聚合物／无机粒子的含量比高于存在于多孔活性层内部的粘合剂聚合物／无机粒子的含量比。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：李相英，金锡九，朴宗爀，洪章赫，辛秉镇，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR
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