电极、包括该电极的锂电池以及制造该电极的方法技术

提供了一种电极、包括该电极的锂电池以及制造该电极的方法。所述电极包括：电极活性物质层，包括电极活性物质和粘合剂；电极集流体，设置在电极活性物质层的一个表面上或在电极活性物质层的相对的表面之间；以及中间层，设置在电极活性物质层与电极集流体之间，其中，当通过表面和界面切割分析系统(SAICAS)测量电极活性物质层时，相对于电极活性物质层的总厚度，距电极活性物质层的背离电极集流体的表面5％的第一点与距电极集流体的表面5％的第二点之间的竖直相对力(F

Electrode, lithium battery including the electrode and method for manufacturing the electrode

【技术实现步骤摘要】
电极、包括该电极的锂电池以及制造该电极的方法
[0001]本申请要求于2020年12月30日在韩国知识产权局提交的第10
‑
2020
‑
0188064号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。


[0002]本公开的实施例的一个或更多个方面涉及电极、包括该电极的锂电池以及制造该电极的方法。

技术介绍

[0003]为了满足各种装置的小型化和高性能要求，锂电池的除了小型化和轻量化之外的能量密度变得越来越重要。换句话说，高容量锂电池正变得重要。
[0004]为了实现适合于上述用途的锂电池，已经研究了具有高负载的电极。
[0005]在具有高负载的现有技术电极中，电极内的组分的分布是不均匀的，并且电极表面附近的密度增大。利用这种电极的锂电池的性能恶化。
[0006]期望能够防止或减少锂电池性能的劣化的电极(例如，能够维持合适的锂电池性能的高容量电极)。

技术实现思路

[0007]本公开的实施例的一个或更多个方面涉及一种电极，在电极内具有基本均匀的组分分布，使得其性能增强或合适。
[0008]本公开的实施例的一个或更多个方面涉及一种包括该电极的锂电池。
[0009]本公开的实施例的一个或更多个方面涉及一种制造该电极的方法。
[0010]另外的方面将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地，根据该描述将是明显的，或者可以通过实践公开的所呈现的实施例而获知。
[0011]本公开的一个或更多个实施例提供了一种电极，所述电极包括：
[0012]电极活性物质层，包括电极活性物质和粘合剂；
[0013]电极集流体，设置在电极活性物质层的一个表面上或设置在电极活性物质层的相对的表面之间；以及
[0014]中间层，设置在电极活性物质层与电极集流体之间，
[0015]其中，当通过表面和界面切割分析系统(SAICAS)测量电极活性物质层时，相对于电极活性物质层的总厚度，根据深度(例如，沿着竖直轨迹)从第一点到第二点的竖直相对力(FVR)的变化率(例如，在第一点与第二点之间的竖直相对力(FVR)的变化率)为300％或更小，第一点在从电极活性物质层的表面到电极集流体的方向上距电极活性物质层的表面5％(例如，距电极活性物质层的背离电极集流体的表面5％)，第二点距电极集流体的表面5％。
[0016]本公开的一个或更多个实施例提供了一种电化学电池包括：
[0017]正极；负极；以及
[0018]电解质，设置在正极与负极之间，其中：
[0019]正极和负极中的至少一个是上述电极。
[0020]本公开的一个或更多个实施例提供了一种制备电极的方法，所述方法包括：
[0021]通过干混电极活性物质、干导电材料和干粘合剂来制备混合物；
[0022]提供在其一个表面上或在其两个相对的表面上(例如，在彼此背对的两个平面图表面上)具有中间层的电极集流体；以及
[0023]通过将混合物布置并压制在电极集流体的所述一个表面上或电极集流体的所述两个相对的表面上而将电极活性物质设置在电极集流体的所述一个表面上或电极集流体的两个相对的表面上，其中：
[0024]中间层包括粘合剂，
[0025]其中，当通过SAICAS测量电极活性物质层时，相对于电极活性物质层的总厚度，距电极活性物质层的表面5％(例如，距电极活性物质层的背离电极集流体的表面5％)的第一点与距电极集流体的表面5％的第二点之间的竖直相对力(F
VR
)的变化率为300％或更小。
附图说明
[0026]通过以下结合附图的描述，公开的某些实施例的以上和其他方面、特征和优点将更加明显，在附图中：
[0027]图1示出了根据示例1和对比示例1制备的正极的表面和界面切割分析系统(SAICAS)曲线图；
[0028]图2示出了根据示例1制备的正极的剖面的扫描电子显微镜(SEM)图像；
[0029]图3示出了根据对比示例1制备的正极的剖面的扫描电子显微镜图像；
[0030]图4示出了根据实施例的电极的剖视图；
[0031]图5示出了根据实施例的电极的剖视图；
[0032]图6示出了根据实施例的电极的示意图；
[0033]图7A至图7F示出了根据实施例的电极的平面图；
[0034]图8示出了根据实施例的电极的剖视图；
[0035]图9示出了根据实施例的电极组件的侧视图；
[0036]图10示出了根据实施例的电极组件的侧视图；
[0037]图11示出了根据实施例的电极组件的正视图；以及
[0038]图12示出了根据实施例的锂电池的示意图。
具体实施方式
[0039]现在将更详细地参照实施例，实施例的示例在附图中示出，在附图中，同样的附图标记始终表示同样的元件，并且可能不提供其重复描述。在这方面，给出的实施例可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于在此阐述的描述。因此，下面仅仅通过参照附图来描述实施例，以解释本说明书的各方面。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。诸如
“……
中的至少一个(者/种)”的表达在一列元素(元件)之后时，修饰整列元素(元件)，而不修饰该列中的单个元素(元件)。
[0040]因为本公开可以进行各种修改并且可以具有各种实施例，所以在附图中示出了选
择的实施例，并且在具体实施方式中更详细地描述了选择的实施例。然而，本公开不限于这些实施例，并且将被理解为包括在本公开的技术范围中包括的所有修改、等同物或替代物。
[0041]除非上下文另外明确说明，否则单数表达(诸如，“一”、“一个(者/种)”和“该(所述)”)也包括复数表达和/或复数形式。当在本说明书中使用术语“包括”、“包含”和/或“具有”时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组。下面使用的符号“/”可以根据情况被解释为“和”或“或”。
[0042]在附图中，可以放大或缩小厚度和尺寸，以便于清楚地描述各种层和区域。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的组件。当组件(诸如，层、膜、区域或板)被描述为放置“在”另一组件“上”时，将理解的是，该组件可以直接在所述另一组件上，或者其他组件可以置于其间。相反，当组件被称为“直接在”另一组件“上”时，不存在中间组件。诸如“第一”、“第二”、“第三”等的术语可以在此用于描述各种元件、组件、区域和/或层，但不限制那些元件、组件、区域和/或层。这些序数术语仅用于将一个组件与另一组件区分开。
[0043]如在此所使用的，术语“使用”及其变型可以被认为与术语“利用”及其变型同义。如在此所使用的，诸如
“……
中的至少一个(种/者)”、
“……
中的一个(种/者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极，所述电极包括：电极活性物质层，包括电极活性物质和粘合剂；电极集流体，位于所述电极活性物质层的一个表面上或位于所述电极活性物质层的相对的表面之间；以及中间层，位于所述电极活性物质层与所述电极集流体之间，其中，当通过表面和界面切割分析系统测量所述电极活性物质层时，相对于所述电极活性物质层的总厚度，距所述电极活性物质层的背离所述电极集流体的表面5％的第一点与距所述电极集流体的表面5％的第二点之间的竖直相对力F
VR
的变化率为300％或更小。2.如权利要求1所述的电极，其中，根据表面和界面切割分析系统测量，所述电极活性物质层具有50％或更大的水平力比值，并且其中，相对于所述电极活性物质层的所述总厚度，所述水平力比值是距所述电极集流体的所述表面10％的第二点处的第二水平力F
H2
相对于距所述电极活性物质层的背离所述电极集流体的所述表面10％的第一点处的第一水平力F
H1
之间的比值。3.如权利要求1所述的电极，其中：所述电极集流体的所述表面的最大粗糙度R
max
为3μm或更小，所述电极集流体的所述表面的平均粗糙度R
a
为2μm或更小，并且所述电极集流体的所述表面的均方根粗糙度R
q
为2μm或更小。4.如权利要求1所述的电极，其中，所述电极集流体具有选自片、箔、膜、板、多孔体、介孔体、通孔容纳体、多边形环体、网状体、泡沫体和非织物体的形式。5.如权利要求1所述的电极，其中：所述粘合剂是干粘合剂，所述干粘合剂包括纤维化粘合剂、氟类粘合剂或它们的组合。6.如权利要求1所述的电极，其中：所述电极活性物质层还包括导电材料，所述导电材料是干导电材料，并且所述干导电材料包括碳基导电材料。7.如权利要求1所述的电极，其中，所述电极活性物质层是自立式膜，并且所述电极活性物质层不含残留的工艺溶剂。8.如权利要求1所述的电极，其中，所述中间层直接在所述电极集流体的一个表面上或所述电极集流体的两个相对的表面上，并且所述中间层的厚度为所述电极集流体的厚度的30％或更小。9.如权利要求1所述的电极，其中：所述中间层包括粘合剂和碳基导电材料，并且所述中间层中包括的所述粘合剂包括氟类粘合剂，所述氟类粘合剂包括导电粘合剂和/或非导电粘合剂。10.如权利要求1所述的电极，其中：所述电极活性物质是复合正极活性物质，所述复合正极活性物质包括：核，包括锂过渡金属氧化物；以及壳，沿着所述核的表面；
所述壳包括：第一金属氧化物，由M
a
O
b
表示，其中，0<a≤3，0<b<4，并且当a＝1、2或3时，b不为整数；以及石墨烯，并且所述第一金属氧化物分散在所述石墨烯的基质中，并且M是选自元素周期表的第2族至第13族、第15族和第16族中的至少一种金属。11.如权利要求1所述的电极，其中，所述电极活性物质层包括：第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；第一侧表面和第二侧表面，所述第一侧表面连接到所述第一表面的纵向端部和所述第二表面的纵向端部，所述第二侧表面与所述第一侧表面相对；第三侧表面和第四侧表面，所述第三侧表面连接到所述第一表面的横向端部和所述第二表面的横向端部，所述第四侧表面与所述第三侧表面相对，其中，所述电极活性物质层具有由其第一纵向长度和第一横向宽度限定的第一面积，所述电极集流体位于所述第一表面与所述第二表面之间，所述电极集流体具有由其第二纵向长度和第二横向宽度限定的第二面积，并且所述电极集流体的所述第二面积小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珍宪，权一京，南重铉，南铉，李东根，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：