电极、该电极的制造方法、以及包含该电极的二次电池技术

本发明专利技术涉及一种电极，所述电极包含：电极活性材料片，所述电极活性材料片包含电极活性材料和粘合剂聚合物；以及具有网眼结构的集电器，其中网眼结构的至少一部分插入电极活性材料片内，并且粘合剂聚合物的热分解温度为270℃至315℃的范围。℃至315℃的范围。℃至315℃的范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极、该电极的制造方法、以及包含该电极的二次电池


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年2月27日提交的第10
‑
2020
‑
0024422号韩国专利申请的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0003]

[0004]本专利技术涉及一种电极、该电极的制造方法以及包含该电极的二次电池。

技术介绍

[0005]随着化石燃料使用量的迅速增加，对使用替代能源或清洁能源的需求日益增加，作为日益增长的需求的一部分，最活跃的研究领域是利用电化学反应的发电和蓄电领域。
[0006]二次电池是当今使用这种电化学能量的电化学装置的代表性实例。二次电池通过电化学氧化和还原反应产生电能，广泛用于各种用途。例如，二次电池的使用范围正在逐渐扩大到可以随身携带的装置，如手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、平板电脑和电动工具，各种电动动力装置，如电动自行车、电动摩托车、电动车辆、混合动力车辆、电动船和电动飞机，用于存储可再生能源产生的电力或产生的过剩电力的蓄电装置，以及用于向服务器计算机和通信基站等各种信息通信装置稳定供电的不间断电源装置。
[0007]通常，所述二次电池包含正极、负极、电解质和隔膜。在这种情况下，诸如正极和负极的电极可通过以下方式制造：将包含电极活性材料的电极浆料施加到集电器上并实施辊压和干燥。所述二次电池可以插入外部包装材料中，并以电池组的形式使用。
[0008]另一方面，当金属制成的尖锐物体对二次电池施加大的冲击时，所述物体可能穿透电极。在这种情况下，金属物体可与集电器电连接或与不同极性的电极电连接并形成短路电路，并且大短路电流可在短路电路中流动，导致产生大量热量。由于产生的热量可能导致电解质快速分解，因此存在产生大量气体、以及快速产生热量而可能导致所述二次电池爆炸的担忧。
[0009]因此，在二次电池领域已经进行了各种尝试，以改善钉子穿透条件下的安全性，例如，已经尝试了通过增加电极电阻或在电极上形成涂层来减少电流量的方法。然而，这些方法会导致电阻增加或电流量减少，从而与追求高输出的二次电池的发展方向相矛盾。
[0010]因此，在需要高输出的二次电池领域，需要开发在钉子穿透条件下具有更高安全性的二次电池。
[0011]韩国专利公开第10
‑
2014
‑
0015841号公开了一种锂二次电池，包含电极，在所述电极上形成有双层涂层，以改善钉子穿透条件下的安全性。尽管如此，在解决上述问题方面仍有局限性。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]韩国专利公开第10
‑
2014
‑
0015841号

技术实现思路

[0015]技术问题
[0016]本专利技术旨在提供一种电极，所述电极在钉子穿透条件下具有优异的安全性，并且由于电阻降低而表现出优异的输出特性。
[0017]此外，本专利技术旨在提供一种制造上述电极的方法。
[0018]此外，本专利技术旨在提供一种包含上述电极的二次电池。
[0019]技术方案
[0020]本专利技术的一个方面提供了一种电极，所述电极包含：电极活性材料片，包含电极活性材料和粘合剂聚合物；以及具有网眼(mesh)结构的集电器，其中所述网眼结构的至少一部分插入所述电极活性材料片内，并且所述粘合剂聚合物的热分解温度为270℃至315℃的范围。
[0021]本专利技术的另一方面提供了一种制造上述电极的方法，所述方法包括：准备具有网眼结构的集电器以及包含电极活性材料和粘合剂聚合物的电极活性材料片；以及将所述电极活性材料片放置于所述集电器上并加压，从而将所述网眼结构的至少一部分插入所述电极活性材料片内。
[0022]本专利技术的另一方面提供了一种包含上述电极的二次电池。
[0023]有益效果
[0024]本专利技术的电极包含电极活性材料片和具有网眼结构的集电器，所述网眼结构的至少一部分插入所述电极活性材料片内，因此，当金属物体(例如钉子)穿透电极时，所述金属物体不与网眼结构接触，或者，即使所述金属物体与网眼结构接触，也仅是网眼结构的一部分断开。因此，所述集电器和金属物体之间的接触面积减小，因此能够防止电短路，能够改善钉子穿透条件下的安全性。
[0025]此外，根据本专利技术的电极，由于电极活性材料片中包含具有特定热分解温度范围的粘合剂聚合物，因此电极活性材料片的耐热性改善到理想水平，在改善钉子穿透条件下的安全性的同时，能够降低电极活性材料片中的电阻，因此，能够实现在钉子穿透条件下的安全性增强并且输出特性改善的电极和二次电池。
[0026]此外，本专利技术的电极的制造方法包括将电极活性材料片放置在具有网眼结构的集电器上并加压的工序，因此，能够制造在钉子穿透条件下的安全性增强并且输出特性改善的电极。此外，使用具有特定热分解温度范围的粘合剂聚合物形成的电极活性材料片能够表现出对集电器的优异粘附性。
附图说明
[0027]图1是示意性地示出本专利技术的电极的制造方法的图。
[0028]图2是通过本专利技术的电极的制造方法制造的电极的示意俯视图。
具体实施方式
[0029]本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应被解释为限于常用含义或词典中的含义，并且基于专利技术人可以适当定义术语概念以便以最佳方式描述其专利技术的原则，应使用与本专利技术的技术主旨一致的含义和概念来解释所述术语和词语。
[0030]本说明书中使用的术语仅用于描述示例性实施方式的目的，并不旨在限制本专利技术。除非上下文另有明确说明，否则单数表达包括复数表达。
[0031]应理解，当在本说明书中使用时，诸如“包含”、“包括”或“具有”的术语规定了所述特征、数字、步骤、组件或其组合的存在，但不排除一个以上其它特征、数字、步骤、组件或其组合存在或添加的可能性。
[0032]在本说明书中，平均粒径(D
50
)可定义为与粒径分布曲线中50％累积体积相对应的粒径。所述平均粒径(D
50
)可使用例如激光衍射法来测量。激光衍射法通常能够测量从亚微米级到几毫米的粒径，并能够产生具有高再现性和高分辨率的结果。
[0033]在下文中，将详细描述本专利技术。
[0034]<电极>
[0035]本专利技术的一个方面提供了一种电极，具体地说，是一种用于锂二次电池的电极。
[0036]具体而言，本专利技术的电极包含：电极活性材料片，包含电极活性材料和粘合剂聚合物；以及具有网眼结构的集电器，其中所述网眼结构的一部分插入电极活性材料片内，并且所述粘合剂聚合物的热分解温度为270℃至315℃的范围。
[0037]由于本专利技术的电极包含电极活性材料片和具有网眼结构的集电器，所述网眼结构的至少一部分插入电极活性材料片内，因此当金属物体(如钉子)穿透电极时，所述金属物体不与网眼结构接触，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电极，所述电极包含：电极活性材料片，所述电极活性材料片包含电极活性材料和粘合剂聚合物；和具有网眼结构的集电器，其中，所述网眼结构的至少一部分插入所述电极活性材料片内，并且所述粘合剂聚合物的热分解温度为270℃至315℃的范围。2.根据权利要求1所述的电极，其中所述粘合剂聚合物包含第一粘合剂聚合物和第二粘合剂聚合物，其中所述第一粘合剂聚合物为选自由苯乙烯
‑
丁二烯橡胶、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯
‑
六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸、乙烯
‑
丙烯
‑
二烯单体和氟橡胶组成的组中的一种以上，并且所述第二粘合剂聚合物是聚四氟乙烯。3.根据权利要求2所述的电极，其中所述粘合剂聚合物包含重量比为60:40至99.9:0.1的所述第一粘合剂聚合物和所述第二粘合剂聚合物。4.根据权利要求1所述的电极，其中所述粘合剂聚合物以0.5重量％至20重量％的量包含在所述电极活性材料片中。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴峻秀，郑凡永，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：