制造负极的方法技术

本发明专利技术公开了一种制造负极的方法，其包括以下步骤：制备包含第一活性材料、第一粘合剂和第一分散介质的下层用浆料和包含第二活性材料、第二粘合剂和第二分散介质的上层用浆料；将下层用浆料涂布在负极集流体的一个表面上，将上层用浆料同时或以预定的时间间隔涂布在下层用浆料上；和将涂布的下层用浆料和上层用浆料同时干燥以形成活性材料层，其中，在下式中，A为103至300并且B为1.1至3.5：A＝B/(干燥速率)，B＝(下层用浆料的固形物中第一粘合剂的重量％)/(上层用浆料的固形物中第二粘合剂的重量％)，干燥速率＝(单位面积活性材料层的分散介质的总含量)/(干燥时间)(g/(cm2×

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造负极的方法


[0001]本专利技术涉及一种制造负极的方法，其显示出改进的干燥速率和粘附性。
[0002]本申请要求于2020年12月3日在大韩民国提交的韩国专利申请第10
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2020
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0167824号的优先权，将其公开内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]随着技术发展和对移动仪器的需求增加，对可小型化并提供高容量的可充电二次电池的需求日益增加。此外，在这样的二次电池中，具有高能量密度和工作电压的锂二次电池已经商业化并广泛使用。
[0004]锂二次电池的结构包括：具有正极和负极的电极组件，正极和负极各自包括涂布在电极集流体上的活性材料，以及设置在在两个电极之间的多孔隔膜；以及注入电极组件的含锂盐电解质。通过将包含分散在溶剂中的活性材料、粘合剂和导电材料的浆料涂布到集流体上，然后干燥和压制来获得电极。
[0005]此前，锂二次电池的产量很小。最近，随着对二次电池的需求越来越多，对大规模生产的需求也在增加。
[0006]为量产而扩建生产线需要高成本，需要加快生产进程，通过消费投资实现量产。
[0007]在用于制造二次电池用电极的系统中，涂布装置需要最高成本。因此，提供多个涂布装置需要高投资成本，导致价格竞争力下降。
[0008]已经进行了多次尝试来提高干燥处理速率。然而，当提高干燥速度时，存在粘合剂在电极活性材料层的表面更丰富地分布，而导致活性材料层与集流体的粘附性降低的问题。在这种情况下，当仅仅增加粘合剂的含量以防止这种粘附性劣化时，所得二次电池显示出不期望的电阻增加。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]本专利技术旨在解决相关技术的问题，因此本专利技术旨在提供一种制造负极的方法，该方法在没有显著增加粘合剂的含量的同时在活性材料层和集流体之间提供增加的粘附性，并且显示出增大的加工速率。
[0011]本专利技术还旨在提供一种通过上述制造负极的方法获得的负极，以及包括所述负极的锂二次电池。
[0012]技术方案
[0013]在本专利技术的一个方面，提供了一种以下任一实施方式所述的制造负极的方法。
[0014]根据第一实施方式，提供了一种制造负极的方法，其包括以下步骤：
[0015]制备包含第一活性材料、第一粘合剂和第一分散介质的下层用浆料和包含第二活性材料、第二粘合剂和第二分散介质的上层用浆料；
[0016]将下层用浆料涂布在负极集流体的一个表面上，将上层用浆料同时或以预定的时
间间隔涂布在下层用浆料上；和
[0017]将涂布的下层用浆料和上层用浆料同时干燥以形成活性材料层，
[0018]其中，在下式中，A为103至300，B为1.1至3.5：
[0019]A＝B/(干燥速率)，
[0020]B＝(下层用浆料的固形物中第一粘合剂的重量％)/(上层用浆料的固形物中第二粘合剂的重量％)，
[0021]干燥速率＝(每单位面积活性材料层的分散介质的总含量)/(干燥时间)(g/(cm2×
min))。
[0022]根据第二实施方式，提供了如第一实施方式所述的制造负极的方法，其中，A为103至295。
[0023]根据第三实施方式，提供了如第一或第二实施方式所述的制造负极的方法，其中，B为1.1至3.4。
[0024]根据第四实施方式，提供了如第一至第三实施方式中任一项所述的制造负极的方法，其中，源自上层用浆料的上部区域与源自下层用浆料的下部区域的厚度比为1:1.04至1:9。
[0025]根据第五实施方式，提供了如第一至第四实施方式中任一项所述的制造负极的方法，其中，所述第一活性材料和所述第二活性材料各自独立地包括人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳、石墨化碳纤维、石墨化中间碳微珠、石油焦炭、焙烧树脂、碳纤维、热解碳、Si、由SiO
x
(0<x≤2)表示的氧化硅、锂钛氧化物(LTO)、锂金属或它们中的两种以上。
[0026]根据第六实施方式，提供了根据第一至第五实施方式中任一项所述的制造负极的方法，其中，将下层用浆料涂布在负极集流体的一个表面上，并且将上层用浆料同时或以0.6秒以下的时间间隔涂布在下层用浆料上。
[0027]根据第七实施方式，提供了如第一至第六实施方式中任一项所述的制造负极的方法，其中，第一粘合剂和第二粘合剂各自独立地包括聚偏二氟乙烯
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六氟丙烯共聚物(PVDF
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co
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HFP)、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶(SBR)、氟橡胶或它们中的两种以上。
[0028]根据第八实施方式，提供了如第一至第七实施方式中任一项所述的制造负极的方法，其中，所述第一粘合剂和所述第二粘合剂各自包括丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)。
[0029]根据第九实施方式，提供了由第一至第八实施方式中任一项所述的制造负极的方法获得的负极。
[0030]根据第十实施方式，提供了一种锂二次电池，其包括如第九实施方式所述的负极。
[0031]有益效果
[0032]根据本专利技术的一个实施方式，在具有上层和下层的双层结构的负极中，用于形成负极活性材料层的浆料的干燥速度根据下部区域的粘合剂含量与上部区域的粘合剂含量的比率(B)来控制。以这种方式，当A(即B/干燥速率)满足103至300的范围时，抑制了粘合剂向负极活性材料层表面的迁移。其结果是，与传统的单层负极的活性材料层中的粘合剂含量相比，即使负极活性材料层中的粘合剂含量没有显著增加或使用较少量的粘合剂，也可
以提供一种显示提高活性材料层和集流体之间的粘附性并且实现粘合剂在活性材料层中的均匀分布的负极。另外，如上所述，在根据本专利技术的实施方式的负极中，由于集流体与负极活性材料层的界面粘附性提高，并且防止了活性材料的分离，因此使用所述负极的二次电池可以实现优异的电阻特性。
具体实施方式
[0033]在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的优选实施方式。在描述之前，应当理解的是，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而是基于允许专利技术人为最佳解释而适当地定义术语的原则，基于与本专利技术的技术方面相对应的含义和概念来解释。
[0034]在本专利技术的一个方面，提供了一种制造负极的方法，其包括以下步骤：
[0035]制备包含第一活性材料、第一粘合剂和第一分散介质的下层用浆料和包含第二活性材料、第二粘合剂和第二分散介质的上层用浆料；
[0036]将下层用浆料涂布在负极集流体的一个表面上，将上层用浆料同时或以预定的时间间隔涂布在下层用浆料上；和
[0037]将涂布的下层用浆料和上层用浆料同时干燥以形成活性材料层，
[0038]其中，在下式中，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】1.一种制造负极的方法，其包括以下步骤：制备包含第一活性材料、第一粘合剂和第一分散介质的下层用浆料和包含第二活性材料、第二粘合剂和第二分散介质的上层用浆料；将下层用浆料涂布在负极集流体的一个表面上，将上层用浆料同时或以预定的时间间隔涂布在下层用浆料上；和将涂布的下层用浆料和上层用浆料同时干燥以形成活性材料层，其中，在下式中，A为103至300并且B为1.1至3.5：A＝B/(干燥速率)，B＝(下层用浆料的固形物中第一粘合剂的重量％)/(上层用浆料的固形物中第二粘合剂的重量％)，干燥速率＝(单位面积活性材料层的分散介质的总含量)/(干燥时间)，单位g/(cm2×
min)。2.如权利要求1所述的制造负极的方法，其中，A为103至295。3.如权利要求1所述的制造负极的方法，其中，B为1.1至3.4。4.如权利要求1所述的制造负极的方法，其中，源自上层用浆料的上部区域与源自下层用浆料的下部区域的厚度比为1:1.04至1:9。5.如权利要求1所述的制造负极的方法，其中，第一活性材料和第二活性材料各自独立地包括人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳、石墨化碳纤维、石墨化中间碳微珠、石油焦炭、焙...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽秀，金暎坤，全信煜，崔相勋，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：