用于二次电池的阳极的粘合剂、二次电池的阳极和二次电池制造技术

本公开涉及一种用于二次电池的阳极的粘合剂、一种用于二次电池的阳极和一种二次电池。具体地，本公开的目的是改善应用于二次电池的阳极的粘合剂，从而使阳极和二次电池的体积的变化最小化，使容量的降低最小化，同时增加能量密度。加能量密度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于二次电池的阳极的粘合剂、二次电池的阳极和二次电池


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年10月23日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请NO.10
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2020
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0138513的权益，该专利申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。
[0003]本公开涉及一种用于二次电池的阳极的粘合剂、一种二次电池的阳极和一种二次电池。

技术介绍

[0004]二次电池的应用领域不仅扩大到便携式电子设备，而且扩大到中型和大型装置如混合动力汽车和电动汽车。
[0005]二次电池的阳极包括集流体和阳极活性材料层，其中，所述阳极活性材料层包含阳极活性材料和粘合剂。
[0006]具体地，包括能够嵌入/脱嵌锂的人造石墨、天然石墨和硬碳的各种类型的碳类材料已经用作阳极活性材料，并且为了增加放电容量，也正在研究使用硅、锡、硅锡合金等作为阳极活性材料。
[0007]然而，二次电池具有稳定性和寿命随着充电和放电的重复而降低的问题。具体地，根据二次电池的反复充电和放电，阳极活性材料的体积膨胀和收缩，并且在该过程中粘合阳极活性材料和集流体的粘合剂的粘合力会劣化。随着阳极活性材料的放电容量变大，这种问题变得更加严重。
[0008]此外，在二次电池中，用于阳极的粘合剂会根据电解质溶液的浸渍而膨胀，这也会降低粘合剂的粘合力。
[0009]由此，为了实现高容量、高性能和长寿命的二次电池，需要将阳极和二次电池的体积的变化最小化。
专利技术内容
[0010]技术问题
[0011]本公开的一个目的是改善应用于二次电池的阳极的粘合剂，从而使阳极和二次电池的体积变化最小化，使容量的降低最小化，同时增加能量密度。
[0012]技术方案
[0013]具体地，在本公开的一个实施方案中，提供一种用于二次电池的阳极的粘合剂，包含具有异戊二烯类核和丁二烯类壳结构的粘合剂粒子。
[0014]在本公开的另一实施方案中，提供一种制备用于二次电池的阳极的粘合剂的方法，包括通过连续过程合成异戊二烯类核，然后形成丁二烯类壳。
[0015]在本公开的又一实施方案中，提供包含根据上述一个实施方案的用于阳极的粘合剂的阳极混合物、阳极和二次电池。
[0016]有益效果
[0017]一个实施方案的用于阳极的粘合剂不仅包含具有低电解质溶液浸渍率的异戊二烯类核，由此抑制体积膨胀，并且可以改善二次电池的寿命，而且还包含具有优异的粘合强度的丁二烯类壳，由此即使通过反复充电和放电也可以保持阳极活性材料和集流体之间的粘合力，从而能够最终确保二次电池的稳定性和寿命。
具体实施方式
[0018]术语“第一”、“第二”等用于说明各种要素，并且这些术语仅用于将一个构成要素与其它构成要素区分开来。
[0019]此外，本文中使用的技术术语仅用于描述示例性实施方案的目的，并不旨在限制本专利技术的范围。单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式，除非上下文另外明确地说明。应当理解的是，本文中使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等用于指定存在所述的特征、整数、步骤、组分或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、组分或它们的组合。
[0020]此外，如本文中所使用，在提到层或要素形成在层或要素“上”的情况下，这是指该层或要素直接形成在层或要素上，或者是指其它层或要素可以另外形成在层之间、在物体上或在基底上。
[0021]除非本文中另外定义，否则“共聚”可以指嵌段共聚、无规共聚、接枝共聚或交替共聚，并且“共聚物”可以指嵌段共聚物、无规共聚物、接枝共聚物或交替共聚物。
[0022]虽然本公开可以具有各种形式并且可以对其进行各种修改，但是将详细地例示和说明具体的实例。然而，不旨在将本公开限制于所公开的形式，并且应当理解的是，在本公开的构思和技术范围内的所有修改、等同物或替换都包含在本公开中。
[0023]用于二次电池的阳极的粘合剂
[0024]在本公开的一个实施方案中，提供一种包含具有核
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壳结构的粘合剂粒子的用于二次电池的阳极的粘合剂。
[0025]一个实施方案的用于阳极的粘合剂可以具有由于核粒子的优点和由于壳的优点两者。
[0026]具体地，所述具有核
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壳结构的粘合剂粒子包含：包含来自异戊二烯类单体的重复单元的共聚物核粒子；和位于所述核粒子的表面上并且包含来自丁二烯类单体的重复单元的共聚物壳。
[0027]这不仅包含具有低电解质浸渍率的异戊二烯类核，由此抑制体积膨胀，并且可以改善二次电池的寿命，而且还包含具有优异的粘合强度的二烯类壳，由此即使通过反复充电和放电也可以保持阳极活性材料和集流体之间的粘合力，从而能够最终确保二次电池的稳定性和寿命。
[0028]一个实施方案的用于阳极的粘合剂可以仅由作为固体成分的具有核
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壳结构的粘合剂粒子组成，或者可以以将水性溶剂等加入其中的组合物的形式来实施。
[0029]下文中，将详细描述一个实施方案的用于阳极的粘合剂。
[0030]核粒子
[0031]所述核粒子可以是共聚物，包含：(a)来自异戊二烯类第一单体的第一重复单元，(b)来自芳香族乙烯基类第二单体的第二重复单元，和(c)来自不饱和羧酸类第三单体的第
三重复单元。
[0032]在所述核粒子中，第一重复单元来自异戊二烯类第一单体。具体地，第一重复单元对应于由在合成核粒子时供应的异戊二烯类第一单体形成的共聚物的结构单元。
[0033]当核粒子中包含这种第一重复单元时，包含其的粘合剂可以抑制电解质溶液浸渍和体积膨胀，并且可以改善二次电池的寿命。
[0034]具体地，所述第一单体可以是异戊二烯。
[0035]在所述核粒子中，第二重复单元来自芳香族乙烯基类第二单体。具体地，第二重复单元对应于由在合成核粒子时供应的芳香族乙烯基类第二单体形成的共聚物的结构单元。
[0036]当核粒子中包含这种第二重复单元时，包含其的粘合剂可以改善强度和与电解质溶液的亲和性。
[0037]具体地，所述芳香族乙烯基类第二单体可以是选自苯乙烯、α
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甲基苯乙烯、β
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甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基苯甲酸、乙烯基苯甲酸甲酯、乙烯基萘、氯甲基苯乙烯、羟甲基苯乙烯和二乙烯基苯中的至少一种。例如，它可以是苯乙烯。
[0038]在所述核粒子中，第三重复单元来自不饱和羧酸类第三单体。具体地，第三重复单元对应于由在合成核粒子时供应的第三单体形成的共聚物的结构单元。
[0039]当核粒子中包含这种第三重复单元时，包含其的粘合剂可以改善强度、聚合稳定性和储存稳定性。
[0040]具体地，所述不饱和羧酸类第三单体可以是选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、戊二酸、衣康酸、四氢邻苯二甲酸、巴豆酸、异巴豆酸、和纳迪克酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于二次电池的阳极的粘合剂，包含：具有核
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壳结构的粘合剂粒子，其中，所述具有核
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壳结构的粘合剂粒子包含：包含来自异戊二烯类单体的重复单元的共聚物核粒子；和位于所述核粒子的表面上并且包含来自丁二烯类单体的重复单元的共聚物壳。2.根据权利要求1所述的用于二次电池的阳极的粘合剂，其中，所述核粒子是如下共聚物，该共聚物包含，(a)来自异戊二烯类第一单体的第一重复单元，(b)来自芳香族乙烯基类第二单体的第二重复单元，和(c)来自不饱和羧酸类第三单体的第三重复单元。3.根据权利要求2所述的用于二次电池的阳极的粘合剂，所述粘合剂包含，基于所述核粒子的总重量为100重量％，(a)30重量％至65重量％的来自异戊二烯类第一单体的第一重复单元，(b)30重量％至65重量％的来自芳香族乙烯基类第二单体的第二重复单元，和(c)0.1重量％至10重量％的来自不饱和羧酸类第三单体的第三重复单元。4.根据权利要求2所述的用于二次电池的阳极的粘合剂，其中，所述第二单体是：选自苯乙烯、α
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甲基苯乙烯、β
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甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基苯甲酸、乙烯基苯甲酸甲酯、乙烯基萘、氯甲基苯乙烯、羟甲基苯乙烯和二乙烯基苯中的至少一种。5.根据权利要求2所述的用于二次电池的阳极的粘合剂，其中，所述第三单体是：选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、戊二酸、衣康酸、四氢邻苯二甲酸、巴豆酸、异巴豆酸和纳迪克酸中的至少一种。6.根据权利要求1所述的用于二次电池的阳极的粘合剂，其中，所述壳是如下共聚物，该共聚物包含，(d)来自丁二烯类第四单体的第四重复单元，(e)来自芳香族乙烯基类第五单体的第五重复单元，和(f)来自不饱和羧酸类第六单体的第六重复单元。7.根据权利要求6所述的用于二次电池的阳极的粘合剂，所述粘合剂包含，基于所述壳的总重量为100重量％，(d)30重量％至85重量％的来自丁二烯类第四单体的第四重复单元，(e)10重量％至65重量％的来自芳香族乙烯基类第五单体的第五重复单元，和(f)0.1重量％至15重量％的来自不饱和羧酸类第六单体的第六重复单元。8.根据权利要求6所述的用于二次电池的阳极的粘合剂，其中，所述第五单体是：选自苯乙烯、α
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甲基苯乙烯、β

【专利技术属性】
技术研发人员：金都胤，韩正燮，康旼阿，崔哲勋，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：