通过半干法制造全固态电池用电极的方法技术

本发明专利技术供经半干法制造全固态电池用电极的方法。本发明专利技术属于全固态电池领域。本发明专利技术的方法包括：通过将第一粘合剂分散在溶剂中，制备粘合剂溶液；制备包括电极活性材料和固体电解质的电极材料；通过混合粘合剂溶液和电极材料，制造第一浆料；通过向第一浆料中额外地添加粘合剂溶液，制造第二浆料；向第二浆料中添加粉末状态的第二粘合剂，并将其捏合，以获得粘土状态的所得材料；和通过轧制粘土状态的所得材料，制造电极。本发明专利技术的方法能够均匀地制造电极活性材料负载量大的薄膜形式的电极。本发明专利技术的方法还能够容易且快速地制造电极活性材料负载量大的薄膜形式的电极。材料负载量大的薄膜形式的电极。材料负载量大的薄膜形式的电极。

【技术实现步骤摘要】
通过半干法制造全固态电池用电极的方法


[0001]本公开涉及使用湿粘合剂和干粘合剂制造全固态电池用电极的方法。

技术介绍

[0002]为了跟上便携式设备的重量减轻、小型化和多功能化的最新趋势，需要增加用作这些设备中的电源的锂离子电池的能量密度。
[0003]特别是，随着对用于电动车辆和能量存储装置的电池的兴趣和电池的性能需求的增加，已经开发了高能量密度电池。
[0004]然而，诸如高能量密度锂离子电池中的火灾的安全问题已经作为社会问题出现，需要开发具有高能量密度和高稳定性的全固态电池。
[0005]为了制造具有高容量的全固态电池，必须实现阴极活性材料负载量大的阴极，但通过常规的湿法难以实现这样的阴极。因此，有人试图通过干法制造阴极，但干法难以制造厚度均匀的电极，并导致诸如粘合剂上浮(floating)等问题。
[0006]本
技术介绍
部分中公开的上述信息仅用于增强对本公开背景的理解，因此其可能包含不构成本领域普通技术人员在该国已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0007]本公开致力于解决与现有技术相关的上述问题，并且本公开的目的是提供一种均匀地制造电极活性材料负载量大的薄膜形式的电极的方法。
[0008]本公开的另一个目的是提供一种容易且快速地制造电极活性材料负载量大的薄膜形式的电极的方法。
[0009]在一个方面，本公开提供一种制造全固态电池用电极的方法，该方法包括：通过将第一粘合剂分散在溶剂中，制备粘合剂溶液；制备包括电极活性材料和固体电解质的电极材料；通过混合粘合剂溶液和电极材料，制造第一浆料；通过向第一浆料中额外地添加粘合剂溶液，制造第二浆料；向第二浆料中添加第二粘合剂并将其捏合，以获得粘土状态的所得材料(resultant material)；和通过轧制粘土状态的所得材料，制造电极。
[0010]在优选的实施方式中，第一粘合剂可以包括选自丁二烯橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羧甲基纤维素(CMC)及其组合中的至少一种。
[0011]在另一优选的实施方式中，溶剂可以包括选自丁酸己酯、二甲苯、甲苯、丁酸丁酯、乙酸苄酯及其组合中的至少一种。
[0012]在再另一优选的实施方式中，粘合剂溶液可以包括含量约5重量％至10重量％的第一粘合剂和含量约90重量％至95重量％的溶剂。
[0013]在又另一优选的实施方式中，电极材料可以进一步包括导电材料。
[0014]在再又另一优选的实施方式中，第一浆料中的固含量可以大于约90重量％且小于等于95重量％。
[0015]在进一步优选的实施方式中，第二浆料中的固含量可以在约60重量％至90重量％的范围内。
[0016]在另一进一步优选的实施方式中，第二粘合剂可以包括选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氧乙烯(PEO)、聚乙烯(PE)及其组合中的至少一种。
[0017]在再另一进一步优选的实施方式中，其中通过向第二浆料中添加第二粘合剂，并以约10rpm至50rpm将其捏合约10分钟至1小时，制备所得材料。
[0018]在又另一进一步优选的实施方式中，其中在捏合过程中第二粘合剂被纤维化。
[0019]在再又另一进一步优选的实施方式中，上述方法可以进一步包括干燥电极。
[0020]在再进一步优选的实施方式中，电极可以包括含量约70重量％至90重量％的电极活性材料、含量约5重量％至25重量％的固体电解质、含量约0.5重量％至5重量％的第一粘合剂和含量约0.1重量％至10重量％的第二粘合剂。
[0021]下文讨论本公开的其他方面和优选实施方式。
[0022]下文将讨论本公开的上述和其他特征。
附图说明
[0023]现将参考附图中所示的本公开的某些示例性实施方式来详细描述本公开的上述和其他特征，附图在下文中仅作为示例给出，因此不对本公开构成限制，其中：
[0024]图1显示根据本公开电极制造方法的流程图；
[0025]图2A显示根据比较例1制造的所得材料的图像；
[0026]图2B显示使用扫描电子显微镜(SEM)对图2A的所得材料进行分析的结果；
[0027]图3A显示根据比较例2制造的所得材料的图像；
[0028]图3B显示使用SEM对图3A的所得材料进行分析的结果；
[0029]图4A显示根据实施例制造的所得材料的图像；
[0030]图4B显示使用SEM对图4A的所得材料进行分析的结果；
[0031]图5A显示根据实施例的电极的图像；和
[0032]图5B显示使用SEM对图5A的电极的截面进行分析的结果。
[0033]应当理解到，附图不必要成比例，而是对说明本公开基本原理的各种优选特征的略微简化的呈现。在本文公开的本公开的特定设计特征，包括，例如，特定的尺寸、方向、位置和形状将部分地由具体的既定应用和使用环境所决定。
[0034]在附图中，在通篇几张图中附图标记是指本公开的相同或等同部件。
具体实施方式
[0035]通过以下参考附图给出的实施方式的描述，本公开的上述目的、其他目的、优点和特征将变得明显。然而，本公开不限于本文公开的实施方式，并且可以以各种不同的形式实现。提供这些实施方式是为了使本公开的描述透彻，并向本领域技术人员充分传达本公开的范围。
[0036]在以下对实施方式的描述中，相同的元件用相同的附图标记表示，即使它们描绘在不同的附图中。在附图中，为了描述清楚，结构的尺寸与其实际尺寸相比可以被夸大。在以下对实施方式的描述中，可以使用例如“第一”和“第二”的术语来说明不同的元件，但对
这些元件不构成限定。这些术语仅用于将元件彼此区分开。例如，在不偏离本公开范围和精神的情况下，第一元件可以称作第二元件，类似地，第二元件可以称作第一元件。除非上下文明确地另外指出，单数形式也要包括复数形式。
[0037]在以下对实施方式的描述中，术语“包括”、“包含”和“具有”应当理解为说明存在有说明书中所述的特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合，但并不排除存在一种或多种其他的特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合，也不排除添加上述者的可能。此外，应当理解到，当称例如层、膜、区或板的部件在另一部件“上”时，该部件可以直接位于其他部件上，或者可以有其他的部件介于这两个部件之间。以同样的方式，应当理解到，当称例如层、膜、区或板的元件在另一元件“下”时，该部件可以直接位于其他部件下，或者可以有其他的部件介于这两个部件之间。
[0038]除非另外指出，本说明书中使用的表示组分、反应条件、聚合物组成和混合物量的数值、数字和/或表达均为反映了从本质上不同的事物获取这些数值时产生各种测量不确定性的近似值，因此，应当理解到，除非另有说明，它们均被术语“约”修饰。如本文所用，术语“约”是指修饰例如长度、误差程度、尺寸、组合物中成分的量、浓度、体积、工艺温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造全固态电池用电极的方法，所述方法包括：通过将第一粘合剂分散在溶剂中，制备粘合剂溶液；制备包括电极活性材料和固体电解质的电极材料；通过混合所述粘合剂溶液和所述电极材料，制造第一浆料；通过向所述第一浆料中额外地添加所述粘合剂溶液，制造第二浆料；向所述第二浆料中添加粉末状态的第二粘合剂，并将其捏合，以获得粘土状态的所得材料；和通过轧制所述粘土状态的所得材料，制造电极。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一粘合剂包括丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素或其任意组合中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂包括丁酸己酯、二甲苯、甲苯、丁酸丁酯、乙酸苄酯或其任意组合中的至少一种。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述粘合剂溶液包括含量为5重量％至10重量％的所述第一粘合剂和含量为90重量％至95重量％的所述溶剂。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述电极材料还包括导电材...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋庆烨，崔钟焕，
申请(专利权)人：起亚株式会社，
类型：发明
国别省市：