锂二次电池用负极及其制造方法技术

本技术涉及一种锂二次电池用负极及其制造方法，通过用常压等离子体处理负极集电器的表面，从而将负极集电器的表面的静态水接触角、以及由负极混合物层的端部与负极集电器形成的角度(例如，接触角)控制在特定范围内，可以改善负极集电器与负极混合物层之间的粘附性，而且，可以防止在电极组件的端部处正极与负极之间的N/P比值诱导反转以及负极混合物层中发生未压延，使得改善包含所述负极的锂二次电池的安全性和性能降低的效果是优异的。电池的安全性和性能降低的效果是优异的。电池的安全性和性能降低的效果是优异的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池用负极及其制造方法


[0001]本专利技术涉及锂二次电池用负极及其制造方法。
[0002]本申请基于2021年8月12日提交的韩国专利申请10
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2021
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0106413号要求优先权权益，所述韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术介绍

[0003]锂二次电池在正极和负极中重复锂离子的嵌入和脱嵌的同时用作电池。在这些电极之间，设置锂离子在其中移动但电子不能在其中移动的含锂盐电解质，以及分隔正极和负极使得正极和负极不接触以防止电极之间由于接触而短路的隔膜。
[0004]在锂二次电池中，已经在高容量和高密度方面进行了许多研究，最近，已经进行了各种研究以改善寿命和安全性。具体地，在锂二次电池中使用的电极通常通过如下来制造：在集电器上涂覆电极浆料至预定厚度并将经涂覆的电极干燥以形成混合物层，在浆料干燥时，在液体粘合剂溶剂干燥成为气相的同时由此形成的混合物层变为固相，并且作为固体粘合剂存在于粒子之间以及集电器与粒子之间以具有粘合力。在这种情况下，当粒子与集电器之间的粘附性降低时，电子传导速度由于电子从粒子向集电器移动的阻力而降低，因此，存在电池的充电/放电速度特性和循环特性降低的问题。此外，因为当将外力施加到电池时，集电器与混合物层容易分离，所以还存在安全性降低的局限。
[0005]为了改善此类问题，已经开发了增加混合物层的粘合剂含量以改善电极混合物层与集电器之间的粘附性，或者形成底漆层以对集电器的表面结构进行改性或改善粘附性的技术。然而，当电极混合物层的粘合剂含量增加时，因为混合物层中电极活性材料和导电材料的含量相对减少从而增加电极电阻并降低传导性，所以存在电池性能降低的局限。此外，当对集电器的表面结构改性或形成底漆层时，因为当电极是负极时由负极混合物层的端部与集电器形成的接触角减小，由此正极与负极之间的N/P比值可能反转，所以可能发生诸如内部短路的安全问题和电池容量的浪费。因此，需要开发能够通过增加电极混合物层与集电器之间的粘附性来改善电池的安全性和性能二者的技术。
[0006][现有技术文献][0007][专利文献][0008]韩国专利申请公开10
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2016
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0033482号。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]因此，本专利技术的一个目的是提供一种电极，特别是锂二次电池用负极，其能够改善电极混合物层与电极集电器之间的粘附性，同时改善由正极与负极之间的N/P比值反转引起的电池的安全性或性能降低。
[0011]技术方案
[0012]为了解决上述问题，本专利技术的一个实施方式提供了一种锂二次电池用负极，所述
锂二次电池用负极包含负极集电器和负极混合物层，所述负极混合物层在所述负极集电器的至少一个表面上，其中所述负极混合物层包含负极活性材料，且其中所述负极集电器的静态水接触角为60
°
至100
°
。
[0013]在这种情况下，所述负极集电器的所述至少一个表面可以是用具有1至6个碳原子的烷基进行过表面处理的。
[0014]此外，由所述负极混合物层的端部与所述负极集电器形成的角度可以为60
°
以上，并且在所述负极中，所述负极混合物层相对于所述负极集电器的根据ASTM D903的剥离强度可以在10gf/cm至50gf/cm的范围内。
[0015]此外，本专利技术的一个实施方式提供了一种锂二次电池用负极的制造方法，所述方法包括：用常压等离子体对负极集电器进行表面处理；和通过在经表面处理过的负极集电器的至少一个表面上将包含负极活性材料的浆料施涂并干燥来形成负极混合物层，其中在包含惰性气体和烃气体的混合气体的条件下通过常压等离子体处理对所述负极集电器进行表面处理。
[0016]此处，在所述表面处理中，所述常压等离子体处理可以使用频率为0.1MHz至50MHz的射频(RF)功率进行0.05秒至1小时。
[0017]此外，可以在惰性气体和烃气体的混合气体的条件下进行所述常压等离子体处理，并且所述混合气体可以以0.1％至10％的分压包含所述烃气体。
[0018]此外，所述烃气体可以包含甲烷(CH4)气体和乙烷(C2H6)气体中的一种以上。
[0019]此外，所述负极集电器可以包含不锈钢、铜、镍、碳、煅烧碳、钛或铝
‑
镉合金中的任一者。
[0020]有益效果
[0021]在根据本专利技术的锂二次电池用负极中，通过用常压等离子体处理负极集电器的表面，将负极集电器的表面的静态水接触角以及由负极混合物层的端部与负极集电器形成的角度(例如，接触角)控制在特定范围内，可以改善负极集电器与负极混合物层之间的粘附性，而且，可以防止在电极组件的端部处正极与负极之间的N/P比值诱导反转以及负极混合物层中发生未压延(unrolling)，使得改善包含所述负极的锂二次电池的安全性和性能降低的效果是优异的。
附图说明
[0022]图1是示出负极集电器的静态水接触角的测量结果的图像。
[0023]图2是示出负极浆料相对于负极集电器的接触角的测量结果的图像。
具体实施方式
[0024]虽然本专利技术容易受各种变体和替换形式的影响，但本文中将详细描述其具体实施方式。
[0025]然而，应当理解，不旨在将本专利技术限制于所公开的特定形式，相反地，本专利技术涵盖落入本专利技术的主旨和范围内的所有变体、等价体和替换。
[0026]应当进一步理解，当在本文中使用时，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”指定所阐述特征、数字、步骤、操作、要素、部件和/或其群组的存在，但不排除一种以上
其它特征、数字、步骤、操作、要素、部件和/或其群组的存在或添加。
[0027]此外，当在本文中阐述层、膜、区域、板等的一部分“在”另一部分“上”时，所述阐述包括所述部分“直接在”所述另一部分“上”的含义，另外还包括又一部分介于其间的含义。相反地，当阐述层、膜、区域、板等的一部分“在”另一部分“下”时，所述阐述包括所述部分“直接在”所述另一部分“下”的含义，另外还包括又一部分介于其间的含义。此外，当本文中阐述一个要素设置“在”某个要素“上”时，不仅是指所述要素设置在所述某个要素的上方，而且还是指所述要素设置在所述某个要素的下方。
[0028]此外，在本专利技术中，术语“主要组分”可以是指其中相对于组合物或特定组分的总重量，所述组分的含量为50重量％以上、60重量％以上、70重量％以上、80重量％以上、90重量％以上、95重量％以上、或97.5重量％以上的情况，在某些情况下，术语“主要组分”也可以是指其中当所述组分构成全部组合物或特定组分时，所述组分的含量为100重量％的情况。
[0029]此外，在本专利技术中，术语“混合物层的固形物”可以是指在制造混合物层中使用的、从其中去除了溶剂的负极浆料的剩余组分。
[0030]在下文中，将更详细地描述本专利技术。<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】1.一种锂二次电池用负极，所述负极包含：负极集电器；和负极混合物层，所述负极混合物层在所述负极集电器的至少一个表面上，其中所述负极混合物层包含负极活性材料，且其中所述负极集电器的静态水接触角为60
°
至100
°
。2.根据权利要求1所述的负极，其中所述负极集电器的所述至少一个表面是用具有1至6个碳原子的烷基进行过表面处理的。3.根据权利要求1所述的负极，其中由所述负极混合物层的端部与所述负极集电器形成的角度为60
°
以上。4.根据权利要求1所述的负极，其中在所述负极中，所述负极混合物层相对于所述负极集电器的根据ASTM D903的剥离强度在10gf/cm至50gf/cm的范围内。5.一种锂二次电池用负极的制造方法，所述方法包括：用常压等离子体对负极集...

【专利技术属性】
技术研发人员：长荣哲，徐相珍，郑在俸，安昶范，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：