二次电池用多层电极及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种制造二次电池用多层电极的方法，其包括以下步骤：(a)准备包含电极活性物质、粘合剂和溶剂的两种以上的电极浆料，并且将选自所准备的两种以上的电极浆料中的至少一种在低于包含在所选的电极浆料中的所述溶剂的沸点(T

【技术实现步骤摘要】
二次电池用多层电极及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种二次电池用多层电极及其制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着移动设备等电子设备的需求增加，用于提高电子设备的便携性的电化学电池(二次电池)的轻量化和小型化的开发正在扩大。除了这种趋势之外，随着全球范围内有关汽车燃油效率和尾气的管制日趋严格，电动汽车(EV)市场正加速增长，因此需要开发一种用于这种电动汽车的高功率大容量电池。
[0003]作为用于改善电池的质量和性能的方法，近年来正在研究多层结构的电极。具体地，通过制造相比上层与集流体接触的下层电极活性物质层中的粘合剂含量更多的两层结构的电极，可以制造集流体和电极活性物质层(下层)之间的粘合力和电阻得到改善的电极。但是，在多层电极的制造方法中，在层叠并干燥具有不同组成的电极浆料的过程中，发生浆料中粘合剂的层间混合的问题。即，由于发生粘合剂的迁移(migration)现象，在制造电极后，在上层和下层电极活性物质层中的粘合剂分布不能保持初始浆料中的粘合剂分布的而被混合，因此无法保持多层形态。此外，混合程度严重时，由于上层和下层完全混合而形成单层，因此多层结构的电极所具有的上述效果会消失。
[0004]因此，需要进行研发以通过确保电极浆料的流动性而多层电极中各电极活性物质层的厚度均匀并且在干燥过程中抑制浆料中的粘合剂的迁移现象，从而最小化层间混合。

技术实现思路

[0005]要解决的技术问题
[0006]本专利技术的目的在于，在将两种以上的电极浆料涂布在集流体上并干燥而形成层叠的电极活性物质层的过程中，改善干燥时由于低粘度溶剂的流动引起的粘合剂迁移的问题，即，改善集流体和电极活性物质层之间的粘合力降低的问题。
[0007]技术方案
[0008]本专利技术提供一种制造二次电池用多层电极的方法，其包括以下步骤：(a)准备包含电极活性物质、粘合剂和溶剂的两种以上的电极浆料，并且将选自所准备的两种以上的电极浆料中的至少一种在低于包含在所选的电极浆料中的所述溶剂的沸点(T
b
)的温度下进行加热；(b)在集流体上涂布所述两种以上的电极浆料；以及(c)将涂布的所述两种以上的电极浆料进行冷却。
[0009]所述制造二次电池用多层电极的方法的特征在于，两种以上的电极浆料相对于浆料固形物具有不同的粘合剂含量。
[0010]所述制造二次电池用多层电极的方法的特征在于，两种以上的电极浆料中的相对于浆料固形物的粘合剂含量更高的电极浆料涂布在靠近所述集流体的位置。
[0011]在所述步骤(b)中，可以在集流体上同时或依次涂布所述两种以上的电极浆料。
[0012]所述制造二次电池用多层电极的方法还可以包括将冷却的所述两种以上的电极
浆料进行干燥的步骤(d)。
[0013]所述干燥可以在90℃以上且低于180℃的温度下进行45秒至5分钟。
[0014]所述加热步骤的加热温度(T)可以满足以下关系式1。
[0015][关系式1][0016]0.3T
b
<T<0.9T
b
[0017]所述关系式1中，T
b
是所选的所述电极浆料中包含的溶剂的沸点。
[0018]所述制造二次电池用多层电极的方法的特征在于，所选的所述电极浆料满足以下关系式2和关系式3，且加热前的所述电极浆料的粘度(A1)至少为20000cP以上。
[0019][关系式2][0020]1.3≤A1/A2≤12
[0021][关系式3][0022]1.1≤A3/A2≤10
[0023]在所述关系式2和所述关系式3中，A1是所选的所述电极浆料的加热前的所述电极浆料的粘度，A2是所选的所述电极浆料的加热后的所述电极浆料的粘度，A3是所选的所述电极浆料的冷却后的所述电极浆料的粘度。
[0024]所述冷却可以在10
‑
30℃的温度下进行1
‑
60秒。
[0025]所述两种以上的电极浆料的固形物含量可以分别为超过50重量％且80重量％以下。
[0026]本专利技术还提供一种二次电池用多层电极，其包括：集流体；第一电极层，其形成在所述集流体上，并且含有第一电极活性物质和第一粘合剂；以及第二电极层，其形成在所述第一电极层上，并且含有第二电极活性物质和第二粘合剂，其中，相对于所述第一电极层总重量的所述第一粘合剂含量(重量％)大于相对于所述第二电极层总重量的所述第二粘合剂含量(重量％)，对所述集流体的所述第一电极层的粘合力为0.2N/cm以上。
[0027]在所述多层电极中，在长度方向上具有预定间隔的至少5个以上的位置处，所述电极层的负载(loading)最大值和负载最小值之差可以为整个负载平均值的10％以下。
[0028]所述第一电极层和所述第二电极层可以满足以下关系式4。
[0029][关系式4][0030]0.5<R
e
/R
s
<1
[0031]在所述关系式4中，R
s
是相对于用于形成所述第一电极层而涂布在集流体上的第一电极浆料中的固形物的粘合剂含量(B
1s
，重量％)与相对于用于形成第二电极层而涂布在第一电极浆料上的第二电极浆料中的固形物的粘合剂含量(B
2s
，重量％))之差(B
1s
‑
B
2s
)，R
e
是多层电极中的第一电极层的粘合剂含量(B
1e
，重量％)与第二电极层的粘合剂含量(B
2e
，重量％)之差(B
1e
‑
B
2e
)。
[0032]本专利技术还提供一种二次电池，其包括：本专利技术的一个实施方案的多层电极；隔膜；以及电解液。
[0033]有益效果
[0034]本专利技术的制造二次电池用多层电极的方法具有以下效果，即可以提供集流体和电极活性物质层之间的粘合力提高的二次电池用电极，并且防止由于高粘度可能会引起的流动性的降低和形成厚度不均匀的电极等的问题。
附图说明
[0035]图1是示出对于实施例1和比较例3的多层电极截面的扫描电子显微镜图像的图。
[0036]图2是通过利用扫描电子显微镜的能量色散X射线谱分析法(SEM
‑
EDS)对实施例1和比较例3的多层电极截面的分析的结果来示出电极层的厚度方向的粘合剂的分布的结果。
[0037]图3是示出为了评价电极层的均匀性而选择在电极层的长度方向上具有预定间隔的5个点并以直径为38mm的圆形进行冲载的试片的示意图。
[0038]图4是示出将在实施例1和比较例1的多层电极的长度方向的各位置测量的电极层的重量(电极层的负载量)除以电极层的总重量并进行标准化(Normalized)的结果。
具体实施方式
[0039]通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造二次电池用多层电极的方法，其包括以下步骤：(a)准备包含电极活性物质、粘合剂和溶剂的两种以上的电极浆料，并且将选自所准备的两种以上的电极浆料中的至少一种在低于包含在所选的电极浆料中的所述溶剂的沸点T
b
的温度下进行加热；(b)在集流体上涂布所述两种以上的电极浆料；以及(c)将涂布的所述两种以上的电极浆料进行冷却。2.根据权利要求1所述的制造二次电池用多层电极的方法，其特征在于，所述两种以上的电极浆料相对于浆料固形物具有不同的粘合剂含量。3.根据权利要求2所述的制造二次电池用多层电极的方法，其特征在于，所述两种以上的电极浆料中的相对于浆料固形物的粘合剂含量更高的电极浆料涂布在靠近所述集流体的位置。4.根据权利要求1所述的制造二次电池用多层电极的方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，在集流体上同时或依次涂布所述两种以上的电极浆料。5.根据权利要求1所述的制造二次电池用多层电极的方法，其特征在于，还包括将冷却的所述两种以上的电极浆料进行干燥的步骤(d)。6.根据权利要求5所述的制造二次电池用多层电极的方法，其特征在于，所述干燥在90℃以上且低于180℃的温度下进行45秒至5分钟。7.根据权利要求1所述的制造二次电池用多层电极的方法，其特征在于，所述加热步骤的加热温度T满足以下关系式1：[关系式1]0.3T
b
<T<0.9T
b
在所述关系式1中，T
b
是所选的所述电极浆料中包含的溶剂的沸点。8.根据权利要求1所述的制造二次电池用多层电极的方法，其特征在于，所选的所述电极浆料满足以下关系式2和关系式3，且加热前的所述电极浆料的粘度A1至少为20000cP以上：[关系式2]1.3≤A1/A2≤12[关系式3]1.1≤A3/A2≤10在所述关系式2和所述关系式3中，A1是所选的所述电极浆料的加热前的所述电极浆料的粘度，A2是所选的所述电极浆料的加热后的所述电极浆料的粘度，A3是所选的所述电极浆料的冷却后的所述电极浆料的粘度。9.根据权利要求1所述的制造二次电池用多层电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵柄旭，姜秉灿，姜龙熙，朴成埈，林孝星，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，
类型：发明
国别省市：