【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2018年4月6日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0040574号和于2019年4月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0040100号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。本专利技术涉及一种电极、一种包括所述电极的二次电池和一种制备所述电极的方法，其中所述电极包括电极活性材料层，所述电极活性材料层包括：电极活性材料；聚偏二氟乙烯；和导电剂，所述导电剂包括其中2个至5,000个单壁碳纳米管单元彼此结合的碳纳米管结构，并且所述碳纳米管结构可以以0.01重量％至0.5重量％的量被包括在所述电极活性材料层中。
技术介绍
1、使用电化学能量的电化学装置的典型示例可以是二次电池，并且具有其使用范围越来越广的趋势。近年来，随着关于诸如便携式计算机、移动电话和照相机之类的便携式装置的技术开发和需求增加，对作为能量源的二次电池的需求已经显著增加。在这些二次电池中，具有高能量密度(即，高容量)的锂二次电池已经进行了大量研究并且已经商业化并被广泛使用。
2、通常，二次电池由正极、负极、电解质和隔板构成。正极和负极通常分别由电极集电器和形成在所述电极集电器上的电极活性材料层构成，其中通过以下方式来制备电极活性材料层：用包括电极活性材料、导电剂和粘合剂在内的电极浆料组合物涂覆电极集电器，干燥，然后对涂覆的电极集电器进行辊压。
3、传统上，主要使用诸如炭黑之类的点型导电剂作为用于二次电池的导电剂，但是关于该点型导电剂，存在以下限制：改善导电性
4、然而，对于诸如碳纳米管或碳纳米纤维之类的线型导电剂，导电性是优异的，但是，由于材料自身以束型或缠结型生长的特性，其在浆料中的分散性较低，因此存在以下限制：可涂覆性和可加工性差，线型导电剂在电极活性材料层中分布不均匀。为了解决这一限制，已经尝试通过将官能团引入到线型导电剂中来改善分散性，但是在这种情况下，由于官能团的存在而发生表面副反应，因此，电化学性能可能会劣化。
5、即使对于诸如石墨烯之类的平面型导电剂，导电性也是优异的，但是可能难以制备薄的单层(single layer)石墨烯，并且在使用厚的石墨烯的情况下，电池效率可能会降低。减少。此外，关于平面型导电剂，由于宽的平面接触，因此电解质溶液在电池中的迁移率可能会受到限制。
6、因此，需要开发一种电极，其中使用能够均匀地分布在电极中并且具有优异的导电性的导电剂。
技术实现思路
1、技术问题
2、本专利技术的一方面提供一种电极和一种制备所述电极的方法，其中由于导电剂在整个电极中的均匀分散使得可以改善电极的导电性以及电池的输入特性和输出特性，并且由于优异的电极粘附性使得可以改善电池的寿命特性。
3、本专利技术的另一方面提供一种包括所述电极的二次电池。
4、技术方案
5、根据本专利技术的一个方面，提供一种电极，所述电极包括电极活性材料层，其中所述电极活性材料层包括：电极活性材料；聚偏二氟乙烯；和导电剂，其中所述导电剂包括其中2个至5,000个单壁碳纳米管单元彼此结合的碳纳米管结构，并且所述碳纳米管结构以0.01重量％至0.5重量％的量被包括在所述电极活性材料层中。
6、根据本专利技术的另一方面，提供一种制备电极的方法，所述方法包括：通过将束型单壁碳纳米管和聚偏二氟乙烯添加至分散介质中来制备混合物；通过对所述混合物进行超声处理，制备包括其中2个至5,000个单壁碳纳米管单元彼此结合的碳纳米管结构在内的导电剂分散体；和形成包括所述导电剂分散体和电极活性材料的电极浆料，其中所述碳纳米管结构以0.01重量％至0.5重量％的量被包括在电极浆料的固形物中。
7、根据本专利技术的另一方面，提供一种包括所述电极的二次电池。
8、有益效果
9、由于根据本专利技术的电极是通过使用其中束型单壁碳纳米管用聚偏二氟乙烯适当地分散的导电剂分散体而制备的，因此，呈绳(rope)状(长纤维状)的碳纳米管结构在电极中互连以形成网络(network)结构。具体地，由于可以形成网络结构以使得能够以次级颗粒的形式(相对较长的距离)在电极活性材料之间进行电连接以及在电极活性材料中的初级颗粒之间进行电连接，因此可以在电极中有效地形成导电路径(path)。因此，即使使用非常少量的导电剂，也可以显著改善电极中的导电性。此外，由于电极活性材料层被构成网络结构的碳纳米管结构牢固地固定，因此实现了改善电极粘附性的效果。
10、此外，当电极浆料包括碳纳米管结构时，与常规情况相比，电极浆料的粉末电阻降低，结果，可以获得降低电极电阻的效果。
11、在将上述电极用于二次电池的情况下，在电池的电化学性能和寿命特性方面可以获得优异的效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电极，包括电极活性材料层，
2.根据权利要求1所述的电极，其中所述碳纳米管结构在所述电极中互连以形成网络结构。
3.根据权利要求1所述的电极，其中所述单壁碳纳米管单元在所述碳纳米管结构中并排布置并结合。
4.根据权利要求1所述的电极，其中所述单壁碳纳米管单元的平均直径为0.5nm至10nm。
5.根据权利要求1所述的电极，其中所述单壁碳纳米管单元的平均长度为1μm至100μm。
6.根据权利要求1所述的电极，其中所述碳纳米管结构的平均直径为1nm至300nm。
7.根据权利要求1所述的电极，其中所述聚偏二氟乙烯的重均分子量为10,000g/mol至1,000,000g/mol。
8.根据权利要求1所述的电极，其中所述单壁碳纳米管单元的比表面积为500m2/g至1,000m2/g。
9.根据权利要求1所述的电极，其中所述聚偏二氟乙烯包括改性聚偏二氟乙烯，所述改性聚偏二氟乙烯包括选自酸官能团和酯官能团中的至少一个官能团。
10.根据权利要求9所述的电极，其中所述官能团以
11.根据权利要求9所述的电极，其中基于所述聚偏二氟乙烯的总重量，所述改性聚偏二氟乙烯以1重量％至100重量％的量来包括。
12.根据权利要求1所述的电极，其中所述电极通过90°剥离测试测量的粘附力为20.2gf/20mm或更大。
13.根据权利要求1所述的电极，其中所述电极是正极。
14.一种二次电池，包括权利要求1至13中任一项所述的电极。
...【技术特征摘要】
1.一种电极，包括电极活性材料层，
2.根据权利要求1所述的电极，其中所述碳纳米管结构在所述电极中互连以形成网络结构。
3.根据权利要求1所述的电极，其中所述单壁碳纳米管单元在所述碳纳米管结构中并排布置并结合。
4.根据权利要求1所述的电极，其中所述单壁碳纳米管单元的平均直径为0.5nm至10nm。
5.根据权利要求1所述的电极，其中所述单壁碳纳米管单元的平均长度为1μm至100μm。
6.根据权利要求1所述的电极，其中所述碳纳米管结构的平均直径为1nm至300nm。
7.根据权利要求1所述的电极，其中所述聚偏二氟乙烯的重均分子量为10,000g/mol至1,000,000g/mol。
8.根据权利要求1所述的电极，其中所述单壁碳纳...
【专利技术属性】
技术研发人员：金瑟己，金泰坤，金帝映，郑王谟，柳正宇，李尙昱，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：
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