电极组件及其制备方法技术

技术编号:9438230 阅读:118 留言:0更新日期:2013-12-12 18:03
本发明专利技术涉及一种卷筒型电极组件,其中将阴极、阳极以及位于阴极和阳极之间的、长度大于宽度的隔膜一起进行卷绕。所述隔膜的长度大于所述阳极和所述阴极的长度。并且所述隔膜具有多孔基底、和置于所述多孔基底上且包含无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物的多孔涂层。所述多孔涂层仅置于隔膜与阳极和阴极对应的区域。由于本发明专利技术的隔膜具有优异的耐热性,因此可以防止电池性能的劣化,并且可以防止在电池组装过程中多孔涂层的脱离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种卷筒型电极组件,其中将阴极、阳极以及位于阴极和阳极之间的、长度大于宽度的隔膜一起进行卷绕。所述隔膜的长度大于所述阳极和所述阴极的长度。并且所述隔膜具有多孔基底、和置于所述多孔基底上且包含无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物的多孔涂层。所述多孔涂层仅置于隔膜与阳极和阴极对应的区域。由于本专利技术的隔膜具有优异的耐热性,因此可以防止电池性能的劣化,并且可以防止在电池组装过程中多孔涂层的脱离。【专利说明】
本专利技术涉及一种二次电池用电极组件和所述电极组件的制备方法。更具体地,本专利技术涉及一种使用具有多孔涂层的隔膜的、并提高了耐热性的二次电池用电极组件。
技术介绍
本申请要求于2011年3月23日在韩国提交的第10-2011-0025851号韩国专利申请的优先权,其全部内容以引用的方式纳入本说明书中。近来,能量储存技术受到越来越多的关注。随着能量储存技术的应用领域扩大到移动电话、便携式摄像机、笔记本电脑甚至电动汽车,人们越来越多地致力于电化学器件的研究和开发。在这一方面,电化学器件已引起了最多的关注。能够反复充电和放电的二次电池的开发已成为特别关注的焦点。近年来,为提高电池的容量密度和比能,已进行广泛的研究和开发来设计新的电极和电池。目前已存在许多二次电池。在20世纪90年代初期开发的锂二次电池与常规的使用水性电解质溶液的电池(例如,N1-MH电池、N1-Cd电池和H2SO4-Pb电池等)相比,具有更高的工作电压和高得多的能量密度的优点,因此获得极大的关注。通常,二次电池以如下方式构成:单元电池以被层压或被卷绕的结构内藏在金属罐或层压片壳体中,并且向其内部注入或浸溃电解质溶液,其中所述单元电池包括阴极、阳极、以及位于该阳极和阴极之间的隔膜。二次电池的电极组件具有阴极/隔膜/阳极结构,通过所具有的构造将其大致分为卷筒(jelly-roll)型(卷绕型)和堆叠型(层压型)。分为:将隔膜插入在涂覆了活性材料的长片状的阴极和阳极之间并卷绕而形成的折叠(卷筒)型电极组件;和通过将规定大小的多个阴极和阳极在其中插入有隔膜的状态下依次层压而形成的堆叠型电极组件。其中,卷筒型电极组件很容易制备,并具有每单位重量的能量密度高的优点。多孔聚烯烃基底通常用作包含卷筒型电极组件的锂二次电池的隔膜。多孔聚烯烃基底由于其材料特性和生产工艺(包括拉伸),在100°c或更高的温度下易于经受极端的热收缩。在此情况下,建议将有机-无机多孔涂层引入到隔膜,来作为一种旨在改善耐热性的方法。然而,在电化学器件的制备过程中的卷绕之后取出心轴或切割隔膜时,可能导致缺陷。例如,无机颗粒可能从有机-无机多孔涂层中脱落或有机-无机多孔涂层本身可能与隔膜分离。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在解决现有技术的问题,本专利技术的一个目的是提供一种具有改进的耐热性的电极组件,在电化学器件的制备过程中可以防止有机-无机多孔涂层与该电极组件的分离,以及所述电极组件的制备方法。技术方案根据本专利技术的一个方面,提供了一种卷筒型电极组件,其特征在于,其为将阳极、阴极以及位于阳极和阴极之间的隔膜(该隔膜的长度大于宽度)一起卷绕的卷筒型电极组件,其中上述隔膜的长度大于上述阳极和上述阴极,并且具有多孔基底以及在该多孔基底的表面形成且包含无机颗粒和粘合剂聚合物的混合物的多孔涂层,上述多孔涂层仅在隔膜与阳极和阴极对应的区域形成。上述多孔基底可使用多孔聚烯烃基底。这种多孔聚烯烃基底优选材料的实例包括聚乙纟布、聚丙纟布、聚丁纟布和聚戍火布。作为无机颗粒,可以使用介电常数至少为5的无机颗粒、能够传递锂离子的无机颗粒等。介电常数至少为5的无机颗粒的优选材料的实例包括BaTi03、Pb (ZrxlTi1JO3 (ΡΖΤ, 0〈χ〈1)、PVxLaxZivyTiyO3 (PLZT, 0〈x〈 I,0〈y〈 I)、(l-χ) Pb (Mg1/3Nb2/3)03_xPbTiO3(PMN-PT, 0〈x〈l)、二氧化铪(HfO2)、SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO、CaO, ZnO, ZrO2,SiO2, Y2O3, Al2O3, SiC 和 Ti02。能够传递锂离子的无机颗粒的优选材料的实例包括磷酸锂(Li3PO4)、磷酸钛锂(LixTiy (PO4) 3,0〈x〈2,0〈y〈3)、磷酸钛铝锂(LixAlyTiz (PO4) 3,0〈x〈2,0〈y〈l,0〈z〈3)、(LiAlTiP)xOy 型玻璃(0〈x〈4,0〈y〈13)、钛酸镧锂(LixLayTiO3, 0<x<2, 0〈y〈3)、硫代磷酸锗锂(LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<l, 0〈z〈l,0<w<5)、氮化锂(LixNy, 0<x<4, 0<y<2),SiS2 型玻璃(LixSiySz, 0〈x〈3, 0<y<2, 0〈z〈4)和 P2S5 型玻璃(LixPySz, 0〈x〈3, 0<y<3, 0〈z〈7)。作为粘合剂聚合物,可以使用例如聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(polyvinylidenef luori de-co-hexaf luoropropy Iene )> 聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯(polyvinylidenefluoride-co-trichloroethyIene)> 聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚丙烯酸丁酯(polybutylacrylate)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚乙烯基卩比咯烧酮(polyvinylpyrroIidone)> 聚乙酸乙烯酯(polyvinyIacetate)> 聚乙烯醇(polyvinylalchol)、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯(polyethylene-co-vinyl acetate)、聚环氧乙烧(polyethylene oxide)、多芳基化合物(polyarylate)、乙酸纤维素(celluloseacetate)、乙酸丁酸纤维素(cellulose acetate butyrate)、乙酸丙酸纤维素(celluloseacetate propionate)、氰基乙基普鲁兰多糖(cyanoethylpullulan)、氰基乙基聚乙烯醇(cyanoethylpolyvinylalcohol )、氰基乙基纤维素(cyanoethylcellulose)、氰基乙基鹿糖(cyanoethylsucrose)、普鲁兰多糖(pulIulan)、羧甲基纤维素(carboxyl methylcellulose)、以及具有10,000g/mol或更低分子量的低分子量化合物。优选地,在多孔涂层中无机颗粒与粘合剂聚合物的组成比各自独立地为50:50至99:1。根据本专利技术的另一个方面,提供了一种二次电池,其具备电极组件、和将所述电极组件与电解质溶液一起密封并容纳的壳体。有益效果本专利技术的卷筒型电极组件包括具有有机-无机多孔涂层的隔膜,该多孔涂层仅在隔膜与阳极和阴极对应的区域形成,因此电池具有良好的热稳定性;由于仅在隔膜与阳极和阴极对应的区域形成多孔涂层,因此可以防止:在本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:李柱成金钟勋柳宝炅
申请(专利权)人:株式会社LG化学
类型:
国别省市:

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