复合粘合剂、含其的负极和包括该负极的锂电池制造技术

在一方面，提供复合粘合剂、含其的负极和包括该负极的锂电池，所述复合粘合剂包括：无机颗粒；粘合剂聚合物；和有机-无机偶联剂。

【技术实现步骤摘要】

一个或多个实施方式涉及复合粘合剂、含其的负极和包括该负极的锂电池。
技术介绍
锂电池具有高电压和高能量密度，且因此用在多种应用中。例如，电动车(混合动力车(HEV)或插电式混合动力车(PHEV))需要在高温下运行，需要以大的电量充电或放电，且长时间使用。因此，它们需要具有优异的放电容量和寿命特性的锂电池。碳质材料具有多孔结构，且因此在充电和放电期间，它们经历较小的体积变化。但是，由于碳的多孔结构，使用这样的碳质材料的电池具有小的容量。例如，具有高结晶度的一些石墨形式可理论上具有372mAh/g的容量。能与锂合金化的金属/准金属可用作具有比碳质材料高的电容量的负极活性物质。例如，能与锂合金化的金属/准金属可为S1、Sn、Al等。但是，能与锂合金化的金属/准金属可容易地恶化，且因此其寿命特性可为差的。例如，当反复地进行充电和放电时Sn颗粒可反复地聚集和粉碎，且因此可使Sn颗粒电绝缘。因此，需要开发通过承受和/或抑制这些非碳质负极活性物质的体积变化而改善锂电池的寿命特性的粘合剂。
技术实现思路
本公开内容的一个或多个实施方式包括用于电池的复合粘合剂，其具有改善的拉伸强度。本公开内容的一个或多个实施方式包括包含所述复合粘合剂的负极。本公开内容的一个或多个实施方式包括包含所述负极的锂电池。一些实施方式提供复合粘合剂，其包括:无机颗粒；粘合剂聚合物；和有机-无机偶联剂(结合剂，couplingagent)。一些实施方式提供负极,其包括负极活性物质和复合粘合剂。一些实施方式提供锂电池，其包括正极和负极。另外的方面将在随后的描述中部分地阐明，且部分地将从所述描述明晰，或者可通过所提供的实施方式的实践获知。根据本公开内容的一个或多个实施方式，复合粘合剂包括:无机颗粒；粘合剂聚合物；和有机-无机偶联剂。根据本公开内容的一个或多个实施方式，负极包括:负极活性物质；和上述复合粘合剂。根据本公开内容的一个或多个实施方式，锂电池包括所述负极。附图说明从结合附图考虑的实施方式的下列描述，这些和/或其它方面将变得明晰和更容易理解，在附图中:图1是根据一个实施方式的复合粘合剂的示意图；图2显示根据实施例1制备的复合粘合剂和根据对比例I制备的粘合剂的拉伸强度结果；和图3是根据实施方式的锂电池的示意图。具体实施例方式现在将详细介绍实施方式，其实例说明在附图中，其中相同的附图标记始终是指相同的元件。在这点上，本实施方式可具有不同的形式并且不应解释为限于本文中所阐明的描述。因此，下面仅通过参考附图描述实施方式，以解释本描述的方面。如本文中使用的术语“和/或”包括相关所列条目的一个或多个的任何和全部组合。表述如“…的至少一种(个)”当在要素列表之前或之后时，修饰整个要素列表且不是修饰所述列表的单独要素。在下文中，根据本公开内容的实施方式的用于电池的复合粘合剂、包括所述复合粘合剂的负极和包括所述负极的锂电池在以下详细描述。根据本公开内容的实施方式的用于电池的复合粘合剂可包括无机颗粒、粘合剂聚合物和有机-无机偶联剂。在一些实施方式中，所述复合粘合剂可包括所述无机颗粒和所述粘合剂聚合物，且所述有机-无机偶联剂可使所述无机颗粒和所述粘合剂聚合物偶联(结合)以提供高强度。在一些实施方式中，这样的构造容许在充电和放电期间，可承受和/或抑制负极活性物质的体积变 化，且因此与不包括复合粘合剂的锂电池相比，包括所述复合粘合剂的锂电池的循环特性可改善。在一些实施方式中，在制造负极之前或期间，所述复合粘合剂可为包括溶剂的粘合剂溶液(也称作复合粘合剂组合物)的形式。例如，粘合剂聚合物颗粒可分散在溶剂中，且无机颗粒可分散在所述粘合剂聚合物颗粒内部。在一些实施方式中，取决于粘合剂聚合物的类型，所述无机颗粒可均匀地分散在所述粘合剂聚合物颗粒之内，或主要分散在所述粘合剂聚合物颗粒的表面周围。在一些实施方式中，可从所述粘合剂溶液除去所述溶剂，且所述无机颗粒可分散在所述粘合剂聚合物内部。在一些实施方式中，所述有机-无机偶联剂可配置(dispose)在所述无机颗粒的至少一部分上以使所述无机颗粒与所述粘合剂聚合物偶联。在一些实施方式中，所述有机-无机偶联剂可完全覆盖所述无机颗粒，或可以岛形状存在于所述无机颗粒的表面上。在一些实施方式中，所述复合粘合剂可在所述粘合剂溶液中具有图1中所示的示例性结构。在一些实施方式中，所述无机颗粒可为在其表面上具有羟基的亲水性颗粒。在一些实施方式中，所述亲水性颗粒可具有高的与所述粘合剂聚合物和所述有机-无机偶联剂的反应性。而且，所述无机颗粒可具有无定形相。例如，所述无机颗粒可处于无定形相。在一些实施方式中，所述无机颗粒的数量平均粒径可在约Inm-约IOOOnm的范围内。例如，所述无机颗粒的数量平均粒径可在Inm-1OOnm的范围内。例如,所述无机颗粒的数量平均粒径可在约IOnm-约IOOnm的范围内。当所述无机颗粒的数量平均粒径在Inm-1OOnm的范围内时，制造可为容易的，且所述粘合剂聚合物的硬度可为低的。在一些实施方式中，所述无机颗粒可为选自金属氧化物、准金属氧化物和金属氟化物的至少一种。例如，所述无机颗粒可为选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氟化镁和氧化锆的至少一种。在一些实施方式中，所述无机颗粒可以胶体状态使用。在一些实施方式中，胶体相无机颗粒可具有酸性、中性或碱性性质。例如，所述胶体相无机颗粒的pH可在约8-约11的范围内。当pH太低时,所述胶体相无机颗粒可聚集或凝胶化，且当pH太高时,储存稳定性可降低。在一些实施方式中，所述有机-无机偶联剂可为基于娃烧的化合物。在一些实施方式中，所述有机-无机偶联剂可为硅烷偶联剂的水解产物。在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂可为具有可水解官能团的有机硅化合物。在一些实施方式中，所述可水解官能团可为在水解后结合到无机颗粒如二氧化硅的官能团。例如，所述硅烷偶联剂可包括选自烷氧基、齒素基团、氣基、乙稀基、缩水甘油氧基、轻基和酸氧基的至少一个部分。在一些实施方式中，所述娃烧偶联剂可为选自乙稀基烧基烧氧基娃烧、环氧基烧基烧氧基娃烧、疏基烧基烧氧基娃烧、乙稀基齒代娃烧、和烧基酸氧基娃烧的至少一种成分。在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂可选自乙烯基三甲氧基乙氧基)硅烷、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y -缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、β -(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、Y-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、Y-氨基丙基二乙氧基娃烧、Y _疏基丙基二甲氧基娃烧、Y _氣代丙基二甲氧基娃烧、乙稀基二氣娃烧和甲基三乙酰氧基硅烷的至少一 种，但不限于此。在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂可为在本领域中使用的各种硅烷偶联剂的任一种。在一些实施方式中，所述粘合剂聚合物可为具有与所述无机颗粒形成氢键的极性官能团的各种聚合物的任一种。在一些实施方式中，所述极性官能团可为羧基、羟基等。在一些实施方式中，所述粘合剂聚合物的玻璃化转变温度可在约_50°C至约60°C的范围内。在一些实施方式中，所述粘合剂聚合物的玻璃化转变温度可在约_40°C至约20°C的范围内。在一些实施方式中，当所述粘合剂聚合物的玻璃化转变温度为在约_50°C至约60°C范围内的温度时，所述粘合剂聚合物可具有合适水平的硬度。在一些实施方式中，所述粘合本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合粘合剂，包括：无机颗粒；粘合剂聚合物；和无机?有机偶联剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金明宣，车准圭，徐奈李，金荣洙，金基俊，崔龟锡，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：