改善快速充电性能的二次电池用电极、其制备方法及包括其的二次电池技术

本发明专利技术提供二次电池用电极，包括：集电体；以及位于所述集电体的至少一面，含电极活性物质及粘合剂的电极活性物质层，所述电极活性物质层以宽度方向为基准，从所述电极活性物质层的一侧向另一侧方向，交叉包括a区域及b区域，所述a区域比所述b区域具有更高的粘合剂含量，所述a区域及b区域在各个区域的边界具有连续的粘合剂含量梯度。本发明专利技术能够在集电体和电极活性物质层之间提升界面粘附力、改善电极剥离等工序不良、提升快速充电性能。提升快速充电性能。提升快速充电性能。

【技术实现步骤摘要】
改善快速充电性能的二次电池用电极、其制备方法及包括其的二次电池


[0001]本专利技术涉及改善快速充电性能的二次电池用电极、其制备方法及包括其的二次电池。

技术介绍

[0002]最近，在高能电动汽车(EV)用大型电池单元(Cell)的情况下，由于电极密度高，因此在以高电流密度对电池单元进行充电时，Li离子向负极内部的扩散(diffusion)受到限制，该情况下，Li离子在负极表面析出，导致电池单元劣化。
[0003]为了改善上述问题，重要的是保持尽可能低的负极的密度，或降低负极表面及内部的电阻，以便Li离子能够快速扩散到负极内部。
[0004]为了改善电池单元的电阻和快速充电性能，开发了具有高粘附力的粘合剂，并正在开发使用该粘合剂降低粘合剂含量的技术，但高粘附力的粘合剂的类型和降低粘合剂含量方面具有局限性，即若过度降低粘合剂含量则在冲口加工(Notching)工序或电池单元的充放电过程中，发生电极混合物层从集电体剥离的严重问题。
[0005]因此，正在开发在负极内部有效分布粘合剂的技术，在这种情况下，形成为在集电体界面处粘合剂含量高，从而抑制剥离的同时，能够降低负极混合物层及表面的粘合剂含量，因此能够改善电池单元性能。为此，开发了主要以双层(Dual layer)即在下层形成高粘结剂含量的负极浆料，以及在上层制备低粘结剂含量的负极浆料的技术，但由于在一般的干燥工序中粘合剂粒子移动到负极混合物层的表面的现象，在实现理想的粘合剂分布方面还是受到限制。
[0006]因此，需要开发集电体/>‑
电极混合物层之间的界面比电阻低且快速充电性能改善的锂二次电池。

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]本专利技术的目的在于通过在电极内部有效分布粘合剂提高集电体和电极活性物质层之间的界面粘附力，防止电极的剥离等工序上、外观上的不良的同时，改善快速充电性能。
[0009]技术方案
[0010]本专利技术的一个实现例提供二次电池用电极，包括：集电体；以及位于所述集电体的至少一面，含电极活性物质及粘合剂的电极活性物质层，所述电极活性物质层以宽度方向为基准，从所述电极活性物质层的一侧向另一侧方向，交叉包括a区域及b区域，所述a区域相比于所述b区域具有更高的粘合剂含量，所述a区域及b区域在各个区域的边界具有连续的粘合剂含量梯度。
[0011]所述电极可以满足下述关系式1。
[0012][关系式1][0013]1.0<A/B<2.5
[0014]所述关系式1中，A是所述a区域的粘合剂含量，B是所述b区域的粘合剂含量。
[0015]所述电极活性物质层以厚度方向为基准，从所述集电体的表面向所述电极的表面方向，厚度的20％位置处的粘合剂含量(B
L
)和厚度的80％位置处的粘合剂含量(B
H
)的比例(B
L
/B
H
)可以具有1.5至3.5。
[0016]所述电极活性物质层的a区域及b区域分别以厚度方向为基准，从所述集电体的表面向所述电极的表面方向，包括第1层(a1及b1)及第2层(a2及b2)，所述第1层具有比所述2层高的粘合剂含量，所述第1层及第2层在各层的边界可以具有连续的粘合剂含量梯度。
[0017]所述电极可以满足下述关系式2。
[0018][关系式2][0019]2.0<A1/A2<3.0及1.0<B1/B2<2.5
[0020]所述关系式2中，A1及A2分别为所述a区域中第1层及第2层的粘合剂含量，B1及B2分别为所述b区域中第1层及第2层的粘合剂含量。
[0021]所述粘合剂可以包括丁苯橡胶(Styrene butadiene rubber，SBR)系粘合剂。
[0022]所述电极活性物质层可以包括总重量的0.1至2重量％的所述粘合剂。
[0023]本专利技术的另一实现例提供二次电池用电极的制备方法，包括：a)在集电体的至少一面涂布第1电极浆料及第2电极浆料的步骤；及b)干燥涂布的第1电极浆料及第2电极浆料的步骤，所述a)步骤中，以所述集电体的宽度方向为基准，从所述集电体的一侧向另一侧方向交叉涂布第1电极浆料及第2电极浆料，在此同时涂布所述第1电极浆料及第2电极浆料，所述第1电极浆料比所述第2电极浆料具有更高的粘合剂含量。
[0024]所述a)步骤，可以以所述集电体的厚度方向为基准，从靠近所述集电体的表面的位置起涂布所述第1电极浆料，从远离所述集电体的表面起涂布所述第2电极浆料。
[0025]所述第1电极浆料及第2电极浆料分别单独包括电极活性物质及粘合剂，所述第1电极浆料可以以固形部分为基准包括1至5重量％的粘合剂，所述第2电极浆料以固形部分为基准包括0.1至1重量％的粘合剂。
[0026]所述b)步骤，可以是在50至200℃的温度执行30至300秒。
[0027]本专利技术的又一实现例提供包括所述电极的二次电池。
[0028]技术效果
[0029]本专利技术能够在集电体和电极活性物质层之间提升界面粘附力、改善电极剥离等工序不良、提升快速充电性能。
[0030]并且，本专利技术能够优化电极内的粘合剂构成，从而无需增加粘合剂含量及导电材料的情况下改善电极界面电阻。
附图说明
[0031]图1a及图1b是涂布本专利技术的电极浆料的图案涂布芯形状示意图(1a)及在上/下部设置图案涂布芯的示意图(1b)；
[0032]图2a及图2b是比较例1及实施例1中制备的电极的厚度方向剖面示意图(2a)及示出SBR(粘合剂)分布的示意图(2b)。
具体实施方式
[0033]参见以下结合附图详细说明的实施例将会明确本专利技术的优点、特征以及其实现方法。但本专利技术并非限定于以下公开的实施例，而是能够以不同的多种形态实现，但本实施例的提供旨在使得本专利技术的公开完整，以及向本专利技术所属
的普通技术人员完整地告知专利技术的范畴，本专利技术仅由权利要求的范畴定义。以下参见附图详细说明用于实施本专利技术的具体内容。与附图无关地，相同附图标记指代相同构成要素，“及/或”包括各个提及的项目以及一个以上的所有组合。
[0034]除非另有定义，否则本说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)能够以与本专利技术所属
普通技术人员能够一致理解的含义使用。在整个说明书中，当提到某部分“包括”某构成要素时，除非有特别相反的描述，否则表示还可以包括其他构成要素，而非排除其他构成要素。并且，除非文中有特别描述，否则单数型还包括复数型。
[0035]本说明书中，描述层、膜、区域、板等部分位于其他部分“上方”或“上面”的情况下，其不仅包括“直接”位于其他部分的“上面”的情况，还包括两者中间还有其他部分的情况。
[0036]本专利技术的一个实现例提供二次电池用电极。所述电极的特征在于包括：集电体；以及位于所述集电体的至少一面，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池用电极，包括：集电体；以及位于所述集电体的至少一面，含电极活性物质及粘合剂的电极活性物质层，所述电极活性物质层以宽度方向为基准，从所述电极活性物质层的一侧向另一侧方向，交叉包括a区域及b区域，所述a区域比所述b区域具有更高的粘合剂含量，所述a区域及b区域在各个区域的边界具有连续的粘合剂含量梯度。2.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中：所述二次电池用电极满足下述关系式1：[关系式1]1.0<A/B<2.5所述关系式1中，A是所述a区域的粘合剂含量，B是所述b区域的粘合剂含量。3.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中：所述电极活性物质层以厚度方向为基准，从所述集电体的表面向所述电极的表面方向，厚度的20％位置处的粘合剂含量(B
L
)和厚度的80％位置处的粘合剂含量(B
H
)的比例(B
L
/B
H
)具有1.5至3.5。4.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中：所述电极活性物质层的a区域及b区域分别以厚度方向为基准，从所述集电体的表面向所述电极的表面方向，包括第1层(a1及b1)及第2层(a2及b2)，所述第1层具有比所述2层高的粘合剂含量，所述第1层及第2层在各层的边界具有连续的粘合剂含量梯度。5.根据权利要求4所述的二次电池用电极，其中：所述二次电池用电极满足下述关系式2：[关系式2]2.0<A1/A2<3.0及1.0<B1/B2<2.5所述关系式2中，A...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜秉灿，赵柄旭，
申请(专利权)人：SK新能源株式会社，
类型：发明
国别省市：