【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有改善的快速充电性能的二次电池用电极、制造该电极的方法及包括该电极的二次电池。
技术介绍
1、近年来，随着在全球范围内对汽车燃油效率和废气相关法规不断加强，搭载二次电池的电动汽车(ev)市场正在加速增长。然而，电动汽车基于7kw级慢速充电方式需要约6-7小时的充电时间，与只需在5分钟内加油即可确保行驶所需的动力源的现有的内燃机相比，存在需要非常长的充电时间的问题。
2、为了改善上述电池的电阻和快速充电性能，提出了一种开发具有高粘合力的粘合剂并利用该粘合剂来降低粘合剂的含量的技术。然而，在降低具有高粘合力的粘合剂的含量方面存在局限性，并且如果降低粘合剂的含量，则发生在切割工艺或电池的充放电过程中电极活性物质层从集流体脱落的严重问题。
3、为了解决上述问题，正在开发一种将粘合剂有效地分布在电极内部的技术。例如，已经开发了一种通过将具有高粘合剂含量的电极浆料涂布在下层并将具有低粘合剂含量的电极浆料涂布在上层来将电极活性物质层以双层(dual layer)形式涂布在集流体上的技术，但由于在干燥工艺中粘合剂颗粒移动到电极活性物质层的表面的现象，在实现理想的粘合剂分布的方面存在局限性。
4、作为另一种方法，提出了一种在集流体上形成含有大量粘合剂的薄底涂层后在底涂层上形成电极活性物质层的技术。为了保持集流体与电极活性物质层的电接触，所述底涂层使用炭黑(carbon black)或碳纳米管(cnt)等各种导电材料以及粘合剂。然而，所述方法存在的问题在于，由于具有大比表面积的导电材料占据的部
技术实现思路
1、要解决的技术问题
2、本专利技术可以提供一种电极和电池，在所述电极和电池中，通过将粘合剂有效地分布在电极内部来提高集流体和电极活性物质层之间的界面粘合力，并且防止电极的活性物质的脱落等工艺不良和外观不良的同时改善快速充电性能。
3、此外，本专利技术可以提供一种可保持集流体和电极活性物质层之间的界面粘合力的同时改善电池电阻的新型电极的制造方法及适合于该制造方法的粘合剂悬浮液组成。
4、本专利技术的电极可以广泛应用于电动汽车、电池充电站、其它利用电池的太阳能发电、风力发电等绿色
此外，本专利技术的电极可以用于环保(eco-friendly)电动汽车(electric vehicle)和混合动力汽车(hybrid vehicle)等，以通过抑制大气污染和温室气体的排放来防止气候变化。
5、技术方案
6、本专利技术提供一种二次电池用电极，所述二次电池用电极包括：集流体；电极活性物质层，所述电极活性物质层位于所述集流体的至少一面上；以及粘合剂层，所述粘合剂层位于所述集流体的至少一面上，并且从所述电极活性物质层的至少一个末端突出而成，其中，所述粘合剂层满足以下关系式1。
7、[关系式1]
8、ca/b≤0.6
9、在所述关系式1中，以所述粘合剂层的总重量为基准，ca是所述粘合剂层中的导电材料的重量％，b是所述粘合剂层中的粘合剂的重量％。
10、在一个具体实施方案中，二次电池用电极可以满足以下关系式2。
11、[关系式2]
12、0.3<b*t*bd/lw<1.5
13、在所述关系式2中，b是以所述粘合剂层的总重量为基准的粘合剂层中的粘合剂的重量％，t是所述粘合剂层的厚度(μm)，bd是所述粘合剂层中的粘合剂的密度(g/cm3)，lw是所述电极活性物质层的单面涂布量(mg/cm2)。
14、在一个具体实施方案中，所述粘合剂层的厚度可以为3μm以下。
15、在一个具体实施方案中，所述粘合剂层的厚度与所述电极活性物质层的厚度之比可以为0.1以下。
16、在一个具体实施方案中，所述电极活性物质层可以包含丁苯橡胶(sbr)基粘合剂。
17、在一个具体实施方案中，所述电极活性物质层可以包含以总重量为基准的3重量％以下的粘合剂。
18、在一个具体实施方案中，所述电极活性物质层可以进一步包含以总重量为基准的5重量％以下的导电材料。
19、在一个具体实施方案的二次电池用电极中，电极的孔隙率可以为12％以上。
20、在一个具体实施方案的二次电池用电极中，电极的平均孔尺寸可以为0.75μm以上。
21、此外，本专利技术提供一种制造二次电池用电极的方法，所述方法包括以下工艺：a)将粘合剂悬浮液涂布在集流体的至少一面上；b)将电极浆料涂布在所述粘合剂悬浮液的上部；以及c)将所述工艺a)中涂布的粘合剂悬浮液和所述工艺b)中涂布的电极浆料同时进行干燥，其中，所述工艺a)的粘合剂悬浮液满足以下关系式3。
22、[关系式3]
23、ca’/b’≤0.6
24、在所述关系式3中，以所述粘合剂悬浮液的总重量为基准，ca’是所述粘合剂悬浮液中的导电材料的重量％，b’是所述粘合剂悬浮液中的粘合剂的重量％。
25、在一个实施方案中，以电极的宽度方向为基准，通过所述工艺a)涂布的粘合剂悬浮液的宽度可以大于通过所述工艺b)涂布的电极浆料的宽度。
26、在另一个实施方案中，以所述粘合剂悬浮液的总重量为基准，所述工艺a)的粘合剂悬浮液可以包含5-40重量％的粘合剂。
27、在一个实施方案中，以所述粘合剂悬浮液的总重量为基准，所述工艺a)的粘合剂悬浮液可以进一步包含5重量％以下的导电材料。
28、在另一个实施方案中，以所述粘合剂悬浮液的总固形物重量为基准，所述工艺a)的粘合剂悬浮液可以包含50重量％以上的粘合剂。
29、在一个实施方案中，所述工艺a)的粘合剂悬浮液可以包含丁苯橡胶(sbr)基粘合剂。
30、在另一个实施方案中，通过所述工艺a)涂布的粘合剂悬浮液的厚度可以为10μm以下。
31、在一个实施方案中，在所述工艺a)中，可以将粘合剂悬浮液均匀地涂布在集流体的一面上。
32、在另一个实施方案中，以所述电极浆料的总固形物重量为基准，所述工艺b)的电极浆料可以包含2重量％以下的粘合剂。
33、在一个实施方案中，所述工艺c)可以在50-300℃的温度下进行10-300秒。
34、此外，在另一个实施方案中，本专利技术提供一种二次电池，所述二次电池包括：上述具体实施方案的电极；隔膜；以及电解液。
35、有益效果
36、根据本专利技术的二次电池用电极可以提高集流体和电极活性物质层之间的界面粘合力，并且可以改善电极脱落等工艺不良，而且可以提高快速充电性能。
37、此外，本专利技术可以提供一种适合于提高集流体和电极活性物质层之间的界面粘合力的同时改善电池电阻的湿碰湿(wet-on-wet)方式的粘合剂悬浮液组本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二次电池用电极，其包括：
2.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述电极满足以下关系式2：
3.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述粘合剂层的厚度为3μm以下。
4.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述粘合剂层的厚度与所述电极活性物质层的厚度之比为0.1以下。
5.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述电极活性物质层包含丁苯橡胶基粘合剂。
6.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述电极活性物质层包含以总重量为基准的3重量％以下的粘合剂。
7.根据权利要求6所述的二次电池用电极，其中，所述电极活性物质层进一步包含以总重量为基准的5重量％以下的导电材料。
8.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述电极的孔隙率为12％以上。
9.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述电极的平均孔尺寸为0.75μm以上。
10.一种制造二次电池用电极的方法，其包括以下工艺：
11.根据权利要求10所述的制造二次电池用电
12.根据权利要求10所述的制造二次电池用电极的方法，其中，以所述粘合剂悬浮液的总重量为基准，所述工艺a)的粘合剂悬浮液包含5-40重量％的粘合剂。
13.根据权利要求12所述的制造二次电池用电极的方法，其中，以所述粘合剂悬浮液的总重量为基准，所述工艺a)的粘合剂悬浮液进一步包含5重量％以下的导电材料。
14.根据权利要求10所述的制造二次电池用电极的方法，其中，以所述粘合剂悬浮液的总固形物重量为基准，所述工艺a)的粘合剂悬浮液包含50重量％以上的粘合剂。
15.根据权利要求10所述的制造二次电池用电极的方法，其中，所述工艺a)的粘合剂悬浮液包含丁苯橡胶基粘合剂。
16.根据权利要求10所述的制造二次电池用电极的方法，其中，通过所述工艺a)涂布的粘合剂悬浮液的厚度为10μm以下。
17.根据权利要求10所述的制造二次电池用电极的方法，其中，在所述工艺a)中，将粘合剂悬浮液均匀地涂布在集流体的一面上。
18.根据权利要求10所述的制造二次电池用电极的方法，其中，以所述电极浆料的总固形物重量为基准，所述工艺b)的电极浆料包含2重量％以下的粘合剂。
19.根据权利要求10所述的制造二次电池用电极的方法，其中，所述工艺c)在50-300℃的温度下进行10-300秒。
20.一种二次电池，其包括：
...【技术特征摘要】
1.一种二次电池用电极，其包括：
2.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述电极满足以下关系式2：
3.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述粘合剂层的厚度为3μm以下。
4.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述粘合剂层的厚度与所述电极活性物质层的厚度之比为0.1以下。
5.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述电极活性物质层包含丁苯橡胶基粘合剂。
6.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述电极活性物质层包含以总重量为基准的3重量％以下的粘合剂。
7.根据权利要求6所述的二次电池用电极，其中，所述电极活性物质层进一步包含以总重量为基准的5重量％以下的导电材料。
8.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述电极的孔隙率为12％以上。
9.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其中，所述电极的平均孔尺寸为0.75μm以上。
10.一种制造二次电池用电极的方法，其包括以下工艺：
11.根据权利要求10所述的制造二次电池用电极的方法，其中，以电极的宽度方向为基准，通过所述工艺a)涂布的粘合剂悬浮液的宽度大于通过所述工艺b)涂布的电极浆料的宽度。
12.根据权利要求10所述的制造二次...
【专利技术属性】
技术研发人员：李东勋，金敏焕，金荣俊，林孝星，
申请(专利权)人：SK新能源株式会社，
类型：发明
国别省市：
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