二次电池用电极及包括其的二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种二次电池用电极，包括集流体、形成于所述集流体上且含有电极活性材料的电极活性材料层，满足以下关系式1及2，关系式1为7≤电极活性材料层的每单位体积中活性材料颗粒的全表面积≤10，关系式2为20≤电极活性材料层的每单位体积中有效孔隙的全表面积≤29，所述关系式1中所述电极活性材料层的每单位体积中活性材料颗粒的全表面积(m2/cc)被定义为电极活性材料层的表面积A(m2/g)*电极的密度D(g/cc)，所述关系式2中所述电极活性材料层的每单位体积中有效孔隙的全表面积(m2/ml)被定义为电极活性材料层的表面积A(m2/g)/电极活性材料层内有效气孔量V

【技术实现步骤摘要】
二次电池用电极及包括其的二次电池


[0001]本专利技术涉及一种急速充电性能改进的二次电池用电极及包括其的二次电池。

技术介绍

[0002]近来，随着移动设备等电子设备的需求增加，为了提高电子设备的便携性，电化学电池(二次电池)的轻量化和小型化开发在扩大。除了这种趋势之外，全球汽车燃油效率和尾气相关法规呈加强趋势，从而电动汽车(EV)市场也在加速增长，因此需要开发用于这些电动汽车的高功率大容量锂二次电池。
[0003]已知电极内气孔发达对锂二次电池的高性能的重要性，因此正在研究开发有利于表现高性能的电极的气孔结构。具体而言，可通过调节电极内气孔的气孔量、气孔的大小等因素提增大电极内锂离子的扩散性。但是电极内所述气孔形成不均匀的情况下，难以达到提高锂二次电池的性能的目的。
[0004]为此，需要开发通过电极内气孔的均匀分布减小不同电极位置的反应量差异且抑制电流不均匀引起的极化现象以实现锂二次电池的高性能的二次电池用电极。

技术实现思路

[0005]技术问题
[0006]本专利技术的目的是提供一种确保二次电池用电极内气孔分布均匀性，因此具有有利于锂离子的扩散性能，而且有利于通过减小电极内极化现象表现高性能的气孔结构，尤其高倍率充放电性能优异的二次电池用电极。
[0007]技术方案
[0008]本专利技术提供一种二次电池用电极，包括：
[0009]集流体；以及
[0010]形成于所述集流体上且含有电极活性材料的电极活性材料层，
[0011]满足以下关系式1及2：
[0012][关系式1][0013]7≤电极活性材料层的每单位体积中活性材料颗粒的全表面积≤10，
[0014][关系式2][0015]20≤电极活性材料层的每单位体积中有效孔隙的全表面积≤29，
[0016]所述关系式1中所述电极活性材料层的每单位体积中活性材料颗粒的全表面积(m2/cc)被定义为电极活性材料层的表面积A(m2/g)*电极的密度D(g/cc)，所述关系式2中所述电极活性材料层的每单位体积中有效孔隙的全表面积(m2/ml)被定义为电极活性材料层的表面积A(m2/g)/电极活性材料层内有效气孔量V
P
(ml/g)。
[0017]所述电极活性材料层的表面积A可以是4m2/g至6m2/g。
[0018]所述电极的密度D可以是1.6g/cc至1.8g/cc。
[0019]所述电极活性材料层内有效气孔量V
P
可以是0.15ml/g至0.25ml/g。
[0020]所述二次电池用电极还可以满足以下关系式3及4：
[0021][关系式3][0022]7.3≤电极活性材料层的每单位体积中活性材料颗粒的全表面积≤9.5，
[0023][关系式4][0024]20.5≤电极活性材料层的每单位体积中有效孔隙的全表面积≤28.5，
[0025]所述关系式3中所述电极活性材料层的每单位体积中活性材料颗粒的全表面积(m2/cc)被定义为电极活性材料层的表面积A(m2/g)*电极的密度D(g/cc)，所述关系式4中所述电极活性材料层的每单位体积中有效孔隙的全表面积(m2/ml)被定义为电极活性材料层的表面积A(m2/g)/电极活性材料层内有效气孔量V
P
(ml/g)。
[0026]所述二次电池用电极可满足以下关系式5至7中至少两个：
[0027][关系式5][0028]4.4≤A≤5.6，
[0029][关系式6][0030]0.18≤V
P
≤0.21，
[0031][关系式7][0032]1.68≤D≤1.75，
[0033]所述关系式5中A为电极活性材料层的表面积(m2/g)，V
p
为电极活性材料层内有效气孔量(ml/g)，D为电极的密度(g/cc)。
[0034]所述电极活性材料层内活性材料颗粒的D90粒径与D10粒径的差值和D50粒径之比((D90
‑
D10)/D50)可以是1以下。
[0035]所述电极活性材料层内有效气孔的平均大小可以是10μm以下。
[0036]所述电极可以是阴极。
[0037]所述电极活性材料可包含碳系活性材料。
[0038]本专利技术还提供包括根据本专利技术的一个实现例的电极、隔膜及电解液的二次电池。
[0039]技术效果
[0040]根据本专利技术的二次电池用电极能够确保电极内均匀的气孔结构，因此使得电极内锂离子顺畅地扩散，从而能够提高二次电池的高功率特性。
[0041]并且，能够改进电极内能量密度的均匀性，因此能够显著提高二次电池的寿命特性。
附图说明
[0042]图1a、图1b为基于电极内气孔分布均匀性反映与否的电极内部结构的示意图。图1a示出未反映电极内气孔分布均匀性的情况下电极内部结构的示意图，图1b为示出反映后的情况下电极内部结构的示意图。
具体实施方式
[0043]参见结合附图具体说明的以下实施例便可明确本专利技术的优点、特征及其实现方法。但本专利技术并不限于以下公开的实施例，而是以不同的多种方式实现，本实施例只是使本专利技术公开完整，用于向本专利技术所属
的普通技术人员完整地告知专利技术的范畴，本发
明只由权利要求的范畴定义。以下参见附图对用于实施本专利技术的具体内容进行详细说明。相同的附图标记表示相同的构成要素，而与附图无关，“及/或”包括所提到的项的每一个及一个以上的所有组合。
[0044]无其他定义的情况下本说明书中使用的所有术语(包括技术及科学术语)可用作本专利技术所属
的普通技术人员共同理解的意思。说明书全文中记载了某部分“包括”某构成要素时，在无特别相反的记载的前提下并非排除其他构成要素，而是表示还可以包括其他构成要素。并且，单数型在文中无特别记载的情况下还包括复数型。
[0045]在本说明书中提到层、膜、区域、板等部分位于其他部分“上方”、“上”时，这不仅包括“直接”位于其他部分“上”的情况，还包括其中间存在其他部分的情况。
[0046]本专利技术的一个实现例提供一种二次电池用电极。所述电极包括集流体；以及形成于所述集流体上且含有电极活性材料的电极活性材料层，满足以下关系式1及2：
[0047][关系式1][0048]7≤电极活性材料层的每单位体积中活性材料颗粒的全表面积≤10，
[0049][关系式2][0050]20≤电极活性材料层的每单位体积中有效孔隙的全表面积≤29，
[0051]所述关系式1中所述电极活性材料层的每单位体积中活性材料颗粒的全表面积(m2/cc)被定义为电极活性材料层的表面积A(m2/g)*电极的密度D(g/cc)，所述关系式2中所述电极活性材料层的每单位体积中有效孔隙的全表面积(m2/ml)被定义为电极活性材料层的表面积A(m2/g)/电极活性材料层内有效气孔量V
P
(ml/g)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池用电极，包括：集流体；以及电极活性材料层，其形成于所述集流体上且含有电极活性材料，满足以下关系式1及2：[关系式1]7≤电极活性材料层的每单位体积中活性材料颗粒的全表面积≤10，[关系式2]20≤电极活性材料层的每单位体积中有效孔隙的全表面积≤29，所述关系式1中所述电极活性材料层的每单位体积中活性材料颗粒的全表面积被定义为电极活性材料层的表面积A*电极的密度D，所述关系式2中所述电极活性材料层的每单位体积中有效孔隙的全表面积被定义为电极活性材料层的表面积A/电极活性材料层内有效气孔量V
P
；其中，所述电极活性材料层的每单位体积中活性材料颗粒的全表面积的单位为m2/cc，所述A的单位为m2/g，所述D的单位为g/cc，所述电极活性材料层的每单位体积中有效孔隙的全表面积的单位为m2/ml，所述V
P
的单位为ml/g。2.根据权利要求1所述的二次电池用电极，所述电极活性材料层的表面积A为4m2/g至6m2/g。3.根据权利要求1所述的二次电池用电极，所述电极的密度D为1.6g/cc至1.8g/cc。4.根据权利要求2所述的二次电池用电极，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：全澯映，姜熙京，朴昭炫，黄海淑，
申请(专利权)人：SK新能源株式会社，
类型：发明
国别省市：