用于制造锂二次电池用的正极的方法和正极技术

本文公开的内容涉及一种用于制造锂二次电池用的正极的方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造锂二次电池用的正极的方法和正极


[0001]本申请要求于
2021
年
12
月
24
日提交的韩国专利申请第
10
‑
2021
‑
0187036
号的优先权权益
。
[0002]本专利技术涉及一种用于制造锂二次电池用的正极的方法和一种正极，且更具体地，涉及一种用于通过多次轧制来制造锂二次电池用的正极的方法和一种通过该方法制造的正极
。

技术介绍

[0003]随着对电动车辆和能量存储系统
(Energy Storage System
，
ESS)
的需求和技术开发的增加，对作为能源的电池的需求迅速增加，因此，已经对能够满足各种需求的电池进行了各种研究
。
特别地，已经对作为这种装置的电源的具有高能量密度
、
优异的寿命和优异的循环特性的锂二次电池进行了积极的研究
。
[0004]作为锂二次电池的正极活性材料，使用锂钴氧化物
(LCO)、
锂镍钴锰氧化物
(LNCMO)、
磷酸铁锂
(LFP)
和类似者
。
[0005]磷酸铁锂是廉价的，因为它含有铁，铁是丰富的资源和廉价的材料
。
此外，由于磷酸铁锂的毒性低，使用磷酸铁锂时可减少环境污染
。
此外，由于磷酸铁锂具有橄榄石结构，因此与具有层状结构的锂过渡金属氧化物相比，可以在高温下稳定地保持活性材料结构
。
因此，优点在于电池具有改善的高温稳定性和高温寿命特性
。
[0006]然而，由于磷酸铁锂具有非球形形状，因此由于磷酸铁锂的低振实密度而难以制造高密度正极
。
为了解决该问题，在将正极浆料组合物轧制在正极集电器上的过程中需要高轧制率
。
然而，当以高轧制率轧制正极浆料组合物时，存在的问题在于：由于正极集电器和正极活性材料层之间的机械性能
(
例如伸长率
、
泊松比
(poisson
’
s ratio)
等
)
的差异而使正极活性材料层从正极集电器脱嵌
。
[0007]因此，传统地，为了获得高密度正极同时防止正极活性材料层的脱嵌，已经在正极浆料组合物中使用增加含量的粘合剂
。
然而，当正极浆料组合物中粘合剂的含量增加时，锂二次电池的电阻增加，并且正极活性材料的含量相对减少，因此存在正极的电池容量降低的问题
。
[0008]因此，在制造包括磷酸铁锂的正极时，需要开发一种用于制造高密度正极同时防止正极活性材料层脱嵌的技术
。

技术实现思路

[0009][
技术问题
][0010]就用于制造包括磷酸铁锂的锂二次电池用的正极的方法而言，本专利技术旨在提供一种用于制造高密度正极同时防止正极活性材料层从正极集电器脱嵌的方法
。
[0011][
技术方案
][0012]根据本专利技术的示例性实施方式，提供了一种用于制造锂二次电池用的正极的方法
和根据该制造方法制造的正极，所述方法包括：
(S1)
通过将包括磷酸铁锂和粘合剂的正极浆料组合物施加到集电器上并将所述正极浆料组合物干燥来形成正极活性材料层；
(S2)
将正极活性材料层轧制
N
次
(N
是大于或等于2的整数
)
，其中在所述轧制步骤中，在第一次轧制期间，根据以下等式1的正极活性材料层的厚度变化率为5％至
15
％，并且在第一次轧制之后的轧制期间，根据以下等式1的正极活性材料层的厚度变化率为
3.5
％或更小
。
[0013][
等式
1][0014]厚度变化率
(
％
)
＝
{(K
‑
1)
次轧制的正极活性材料层的厚度
‑
K
次轧制的正极活性材料层的厚度
}
×
100/
轧制步骤前的正极活性材料层的厚度
[0015]在等式1中，
K
是大于或等于1且小于或等于
N
的整数
。
[0016]在本专利技术的示例性实施方式中，轧制步骤可以通过3次至6次的多级轧制来进行
。
[0017]在本专利技术的示例性实施方式中，在轧制步骤之后，正极活性材料层的孔隙率可以为
28
％至
36
％
。
[0018]在本专利技术的示例性实施方式中，在轧制步骤之后，正极活性材料层的厚度可以为
85
μ
m
至
95
μ
m。
[0019]在本专利技术的示例性实施方式中，在轧制步骤之后，正极活性材料层的轧制率可以为
20
％至
26
％
。
[0020]在本专利技术的示例性实施方式中，干燥的正极浆料组合物的孔隙率可以为
55
％或更小
。
[0021]在本专利技术的示例性实施方式中，在第一次轧制步骤之后，正极活性材料层的轧制率可以为
10
％或以上
。
[0022]在本专利技术的示例性实施方式中，所述轧制步骤可通过辊压方法进行
。
[0023]在本专利技术的示例性实施方式中，磷酸铁锂可以是由下式1表示的化合物
。
[0024][
式
1][0025]Li
1+a
Fe1‑
x
M
x
(PO4‑
b
)X
b
[0026](
在式1中，
M
包括选自由
Al、Mg、Ni、Co、Mn、Ti、Ga、Cu、V、Nb、Zr、Ce、In、Zn
和
Y
构成的组中的一种或两种或更多种元素，
X
包括选自由
F、S
和
N
构成的组中的一种或两种或更多种元素，并且
a、b
和
x
分别为
‑
0.5≤a≤0.5
，
0≤b≤0.1
，
0≤x≤0.5)
[0027]在本专利技术的示例性实施方式中，磷酸铁锂可以是具有橄榄石晶体结构的
LiFePO4。
[0028]在本专利技术的示例性实施方式中，磷酸铁锂可以以
94.90
重量％至
97.96
重量％的量被包括在正极浆料组合物的固体成分中
。
[0029]在本专利技术的示例性实施方式中，粘合剂可以以<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.
一种用于制造锂二次电池用的正极的方法，包括：
(S1)
通过将包括磷酸铁锂和粘合剂的正极浆料组合物施加到集电器上并将所述正极浆料组合物干燥来形成正极活性材料层；
(S2)
将所述正极活性材料层轧制
N
次
(N
是大于或等于2的整数
)
，其中在所述轧制步骤中，在第一次轧制期间，根据以下等式1的所述正极活性材料层的厚度变化率为5％至
15
％，并且在所述第一次轧制之后的轧制期间，根据以下等式1的所述正极活性材料层的厚度变化率为
3.5
％或更小，
[
等式
1]
厚度变化率
(
％
)
＝
{(K
‑
1)
次轧制的正极活性材料层的厚度
‑
K
次轧制的正极活性材料层的厚度
}
×
100/
轧制步骤前的正极活性材料层的厚度在等式1中，
K
是大于或等于1且小于或等于
N
的整数
。2.
根据权利要求1所述的用于制造锂二次电池用的正极的方法，其中所述轧制步骤通过3次至6次的多级轧制来进行
。3.
根据权利要求1所述的用于制造锂二次电池用的正极的方法，其中在所述轧制步骤之后，所述正极活性材料层的孔隙率为
28
％至
36
％
。4.
根据权利要求1所述的用于制造锂二次电池用的正极的方法，其中在所述轧制步骤之后，所述正极活性材料层的厚度为
85
μ
m
至
95
μ
m。5.
根据权利要求1所述的用于制造锂二次电池用的正极的方法，其中在所述轧制步骤之后，所述正极活性材料层的轧制率为
20
％至
26
％
。6.
根据权利要求1所述的用于制造锂二次电池用的正极的方法，其中干燥的正极浆料组合物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曺玧哲，权五贞，金基雄，金民铉，曺贞根，
申请(专利权)人：株式会社，
类型：发明
国别省市：