包含交替布置的电极混合物部和不可逆部的电极以及包含所述电极的二次电池的制作方法

文档序号:11935622阅读:248来源:国知局
本发明涉及包含交替布置的电极混合物部和不可逆部的电极以及包含该电极的二次电池。本申请要求于2014年10月6日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2014-0134330号的权益,通过参考将其内容以其整体并入本文中。
背景技术
:随着移动装置技术的持续发展和对其的需求持续增加,对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加。在这些二次电池中,显示高能量密度和电压、长寿命和低自放电率的锂二次电池是可商购的并被广泛使用。作为用于这种锂二次电池的正极活性材料,主要使用诸如LiCoO2的含锂的钴氧化物。此外,还使用诸如具有尖晶石晶体结构的LiMn2O4的含锂的锰氧化物、以及诸如LiNiO2的含锂的镍氧化物。特别地,含锂的锰氧化物如LiMnO2和LiMn2O4的优势在于,它们含有锰,所述锰是丰富且环境友好的原料。此外,可以使用这种含锂的锰氧化物制造高容量的锂二次电池。因此,近年来,含锂的锰氧化物作为锂二次电池用正极活性材料受到了关注。作为负极活性材料,主要使用碳类材料,且也考虑使用锂金属、硫化合物等。在其中将正极的效率和负极的效率进行调整以彼此接近的情况中,可以使电极的低效率使用或浪费最小化。例如,在使用效率为100%的正极和效率为100%的负极的情况中,电池具有100%的效率。另一方面,在使用效率为90%的正极和效率为100%的负极的情况中,电池的效率为90%。即,不必要地浪费了10%的负极。特别地,在使用碳类材料作为负极活性材料并使用高容量的含锂的锰氧化物作为正极活性材料的情况中,负极在包括首次充电的初始充放电期间的不可逆效率为90%以上,而正极的初始不可逆效率为80~90%。另外,由于正极与负极之间的不可逆效率的差异,造成具有高不可逆效率的电极的不可逆操作。为了防止这种不可逆操作,需要使用更大量的具有高不可逆效率的负极活性材料。因此,为了在设计二次电池时以彼此接近的方式对正极的效率和负极的效率进行调整,可以将不可逆添加剂添加到正极和/或负极中。然而,在这种情况中,在初始形成期间锂从正极逸出,且然后不可逆添加剂变成非活性材料,结果降低了正极的能量密度。另一方面,电极的高负载对于增加电池的容量是必要的。然而,在这种情况中,电极的厚度增加,导致电极难以被电解液完全浸渍。此外,电解液的浓度被极化,导致电极的电阻增加,从而电极的输出降低。因此,极度需要能够解决上述问题的技术。技术实现要素:技术问题因此,为了解决上述问题和尚待解决的其它技术问题而完成了本发明。作为解决上述问题的各种广泛和深入的研究和实验的结果,本申请的发明人已经发现,在电极构造成具有其中各自包含电极活性材料的多个电极混合物部和各自包含不可逆添加剂的多个不可逆部交替布置的结构的情况中,可以容易地设计不可逆效率并解决高容量电池存在的因难以利用电解液浸渍且电解液浓度极化所造成的问题,由此可以抑制电极电阻的升高。基于这些发现而完成了本发明。技术方案根据本发明的一个方面,通过提供以使得各自包含电极活性材料的多个电极混合物部和各自包含不可逆添加剂的多个不可逆部交替涂布在集电器的一个表面或两个表面上以形成电极图案的方式构造的电极,能够实现上述和其它目的。对其中电极混合物部和不可逆部交替布置的结构没有特别限制,只要电极混合物部和不可逆部交替设置即可。电极混合物部和不可逆部可以基于电极的电极端子的位置交替布置在垂直方向或水平方向上。当从上方观察时,电极混合物部和不可逆部各自可以形成为条形。如上所述,由电极混合物部和不可逆部构成的电极涂层可以形成在集电器的一个表面或各个表面上。在容量方面,电极涂层可以形成在集电体的各个表面上。电极的结构没有特别限制,只要电极混合物部和不可逆部交替布置在集电器的任一表面上即可。在具体实例中,其中电极混合物部和不可逆部交替布置在集电器的一个表面上的结构和其中电极混合物部和不可逆部交替布置在集电器的另一个表面上的结构可以彼此相同。即,在其中电极混合物部和不可逆部交替地涂布在集电器的两个表面上的情况中,电极混合物部和不可逆部交替布置的结构没有特别限制,只要电极混合物部和不可逆部以如下状态交替布置在集电器的相反表面上即可:交替布置在集电器一个表面上的电极混合物部和不可逆部以及交替布置在集电器另一个表面上的电极混合物部和不可逆部彼此不受影响。考虑到加工的容易性,优选的是,其中电极混合物部和不可逆部交替布置在集电器一个表面上的结构和其中电极混合物部和不可逆部交替布置在集电器另一个表面上的结构彼此相同。在包含多个层叠电极的电极组件中,电极混合物部和不可逆部交替布置的结构没有特别限制,只要相邻电极的交替布置结构彼此不受影响即可。优选地,在电极制造工艺的容易性和简化方面,其中电极混合物部和不可逆部交替布置在一个电极中的结构与其中电极混合物部和不可逆部交替布置在作为与所述一个电极相邻的另一个电极中的结构相同,如上所述。具体地,考虑到电池的期望容量,当从上方观察时,各自包含电极活性材料的电极混合物部可以涂布在电极总面积的10%~99%上。更具体地,当从上方观察时,各自包含电极活性材料的电极混合物部可以涂布在电极总面积的50%~99%上。在电极混合物部的涂布面积小于电极总面积的10%的情况中,电极活性材料的含量太小,导致由各个电极获得的电池的容量下降。为了获得期望的电池容量,电极组件的尺寸可能大大增加,这是不期望的。在电极混合物部的涂布面积大于电极总面积的99%的情况中,难以获得通过提供不可逆部来调节不可逆效率的效果,这也是不期望的。考虑到处理的容易性,可以以预定间隔涂布电极混合物部和不可逆部。然而,本发明不限于此。电极混合物部和不可逆部可以以任意间隔涂布。或者,可以以从电极的中间到边缘逐渐减小或增加的间隔涂布电极混合物部和不可逆部。此处,术语“间隔”是指相邻的电极混合物部或相邻的不可逆部之间的距离。在电极混合物部和不可逆部交替布置的结构中,相邻电极混合物部之间的间隔是各个不可逆部的涂布宽度,且相邻不可逆部之间的间隔是各个电极混合物部的涂布宽度。图1是显示根据本发明实施方案的电极的平面视图(a)和侧面视图(b)。参考图1(a)和1(b),根据本发明的电极100构造成使得各自包含电极活性材料的电极混合物部120和各自包含不可逆添加剂的不可逆部130交替涂布在集电器110的相反表面111和112上以形成电极图案。具体地,以在从上方观察时形成为条状的状态将电极混合物部120和不可逆部130交替布置在基于电极端子113位置的垂直方向上。其中电极混合物部120和不可逆部130交替布置在选自相反表面111与112中的一个表面111上的结构与其中电极混合物部120和不可逆部130交替布置在选自相反表面111与112之间的另一个表面112上的结构彼此相同。以预定间隔涂布电极混合物部120和不可逆部130,使得当从上方观察时电极混合物部120占据电极总面积的90%。在图1中,电极混合物部和不可逆部以预定间隔涂布,且其中电极混合物部和不可逆部交替布置在集电器的一个表面上的结构和其中电极混合物部和不可逆部交替布置在集电器的另一个表面上的结构彼此相同。然而,本发明不限于此。电极混合物部和不可逆部可以交替布置以具有多种结构,只要电极混合物部和不可逆部以如下状态交替布置在集电器的相反表面上即可:交替布置在集电器的一个表面上的电极混合物部和不可逆部以及交替布置在集电器的另一个表面上的电极混合物部和不可逆部彼此不受影响。本申请的发明人已经发现,在其中将电极构造为如上所述具有其中各自包含电极活性材料的电极混合物部和各自包含不可逆添加剂的不可逆部交替布置的结构的情况中,可以容易地设计不可逆效率,由此有效防止不可逆效率的降低。具体地,在其中向各个电极混合物部简单地添加不可逆添加剂的情况中,在初始形成期间锂从正极逸出,并然后所述不可逆添加剂变成非活性材料,导致正极的能量密度下降。在其中将不可逆添加剂堆叠在各个电极混合物部上的情况中,电极的厚度增加,导致电极难以用电解液完全浸渍。此外,电解液的浓度被极化,导致电极的电阻增加,从而电极的输出降低。在其中将电极构造为如上所述具有其中不可逆添加剂和电极混合物部交替布置的结构的情况中,可以解决上述问题。因此,本发明具有优异的结构优势。同时,包含在各个不可逆部中的不可逆添加剂可以具有相对于Li为1.0V~2.5V的工作电压。因此,由于不可逆添加剂的工作电压低于正极的2.5~4.25V的工作电压,并且高于负极的0.05~1.5V的工作电压,所以不可逆添加剂仅在初始充电期间参与反应并且在放电期间不参与反应。因此,可以有效地设计电池的不可逆效率。特别地,在其中所述电极为负极的情况中,可以降低负极的不可逆效率。在包含具有比正极更高的不可逆效率的负极的二次电池中,可以减少所使用负极活性材料的总量,由此可以更有效地设计电池的不可逆效率。此外,不可逆添加剂可以展示比电极活性材料更高的导电性。通过改善电极的导电网络组成可以改善电极的输出特性。在这种情况中,不可逆添加剂可以具有5μΩm至100μΩm的电阻值。同时,不可逆添加剂的种类可以根据电极是正极还是负极而改变。在一个实例中,电极可以是正极,且不可逆添加剂可以是锂化的锂钛氧化物(LTO)或锂钼化合物。具体地,不可逆添加剂可以是由Li7/3Ti5/3O4表示的锂钛氧化物。或者,不可逆添加剂可以是由下式1表示的锂钼硫化物:Li2+xMo6-yMyS8-z(1),其中-0.1≤x≤0.5,0≤y≤0.5,-0.1≤z≤0.5,且M是氧化数为+2~+4的金属或过渡金属阳离子。具体地,锂钼硫化物可以是Li2.3Mo6S7.7。在另一个实例中,电极可以是负极。在这种情况中,不可逆添加剂可以是钼化合物。具体地,不可逆添加剂是由下式2表示的钼硫化物:MoaSb(2),其中a对b之比(a/b)为1/2~1。更具体地,钼硫化物可以是Mo6S8。不可逆添加剂可以以相对于不可逆部的总重量为80重量%~99重量%的量提供。除了不可逆添加剂之外,各个不可逆部可以还包含粘合剂或粘合剂和导电剂。粘合剂和导电剂的具体实例可以与包含在各个电极混合物部中的粘合剂和导电剂的具体实例相同。粘合剂和导电剂的使用不受限制。具体地,包含在各个电极混合物部中的粘合剂和导电剂与包含在各个不可逆部中的粘合剂和导电剂可以是相同的材料。另外,包含在各个不可逆部中的粘合剂和导电剂的含量没有特别限制,只要不可逆部相对于集电器具有足够的连接力即可。具体地,包含在各个不可逆部中的粘合剂和导电剂的含量可以等于或小于包含在各个电极混合物部中的粘合剂的含量。在根据本发明的电极中,如上所述,通过包含不可逆添加剂,可以容易地设计不可逆效率。同时,为了提高电池的容量,需要高装载所述电极混合物部,各个所述电极混合物部包含电极活性材料。在根据本发明的电极中,为了解决其中由于电极厚度的增加而导致难以浸渍电解液并且电解液的浓度极化的问题,可以调节各自包含电极活性材料的电极混合物部的孔径比和各自包含不可逆添加剂的不可逆部的孔径比,使得电极混合物部的孔径比和不可逆部的孔径比彼此不同。在具体实例中,各个电极混合物部可以具有5%~40%的孔径比,并且各个不可逆部可以具有20%~90%的孔径比。即,在本发明中,可以将直接影响电池容量的各自包含电极活性材料的各个电极混合物部的孔径比调低,由此可以保持电极的高密度并因此增加电池的容量。另外,可以将不影响电池容量的各自包含不可逆添加剂的各个不可逆部的孔径比调高,从而可以改进电解液的浸渍并防止电解液的浓度极化。电极活性材料可以是正极活性材料或负极活性材料,取决于电极的种类。正极活性材料的实例可包括:层状化合物如锂钴氧化物(LiCoO2)和锂镍氧化物(LiNiO2)、或用一种或多种过渡金属取代的化合物如LiNixMnyCozO2(x+y+z=1);由Li1+xMn2-xO4(其中0≤x≤0.33)表示的锂锰氧化物如LiMnO3、LiMn2O3和LiMnO2;锂铜氧化物(Li2CuO2);钒氧化物如LiV3O8、LiFe3O4、V2O5和Cu2V2O7;具有式LiNi1-xMxO2(其中M=Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga,且0.01≤x≤0.3)的Ni位点型锂镍氧化物;具有式LiMn2-xMxO2(其中M=Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta且0.01≤x≤0.1)或式Li2Mn3MO8(其中M=Fe、Co、Ni、Cu或Zn)的锂锰复合氧化物;由LiNixMn2-xO4表示的尖晶石结构的锂锰复合氧化物;具有其中Li被碱土金属离子部分代替的化学式的LiMn2O4;二硫化物化合物;诸如LiFePO4的磷酸铁锂、或具有被一种或多种过渡金属取代的Fe的磷酸铁锂、或Fe2(MoO4)3。然而,本发明不限于此。负极活性材料可以包括:选自人造结晶石墨、天然结晶石墨、无定形硬碳、低结晶软碳、炭黑、乙炔黑、科琴黑、Super-P、石墨烯和纤维状碳中的至少一种碳类材料,Si或Si化合物,金属复合氧化物如LixFe2O3(其中0≤x≤1)、LixWO2(其中0≤x≤1)、SnxMe1-xMe'yOz(其中Me:Mn、Fe、Pb或Ge;Me':Al、B、P、Si、I、II和III族元素或卤素;0<x≤1;1≤y≤3;且1≤z≤8);锂金属;锂合金;硅类合金;锡类合金;金属氧化物如SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4和Bi2O5;导电聚合物如聚乙炔;和Li-Co-Ni类材料;钛氧化物;或锂钛氧化物。具体地,负极活性材料可以是碳类材料或碳类材料与Si化合物的混合物。然而,本发明不限于此。在本发明中,可以适当调节不可逆添加剂基于电极活性材料的组成的含量,由此可以容易地设计不可逆效率。通常,集电器的厚度为3~500μm。集电器没有特别限制,只要集电器展示高导电性而同时集电器在应用所述集电器的电池中不引起任何化学变化即可。例如,正极集电器可以由不锈钢、铝、镍、钛或塑性碳(plasticcarbon)制成。或者,正极集电器可以由其表面经碳、镍、钛或银处理过的铝或不锈钢制成。负极集电器可以由铜、不锈钢、铝、镍、钛或塑性碳制成。或者,负极集电器可以由如下物质制成:其表面经碳、镍、钛或银等处理过的铜或不锈钢,或铝-镉合金。集电器可以具有在其表面形成的微米级不规则图案,以便增加电极活性材料的粘附力。集电器可以以诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体和无纺布体的多种形式构造。除了电极活性材料之外,各个电极混合物部可以由还包含导电剂和/或粘合剂的电极混合物构成。根据需要可以进一步添加填料。通常以导电剂相对于包含电极活性材料的电极混合物的总重量为1~50重量%的量添加导电剂。导电剂没有特别限制,只要导电剂展示高导电性并同时导电剂在应用所述导电剂的电池中不引起任何化学变化即可。例如,可以将如下物质用作所述导电剂:石墨如天然石墨或人造石墨;炭黑类材料如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑或夏黑;导电纤维如碳纤维或金属纤维;金属粉末如氟化碳粉末、铝粉末或镍粉末;导电晶须如氧化锌或钛酸钾;导电金属氧化物如氧化钛;或聚亚苯基衍生物。粘合剂是有助于活性材料与导电剂之间的粘合以及与集电器的粘合的成分。粘合剂通常以相对于包含电极活性材料的电极混合物的总重量为1~50重量%的量添加。作为粘合剂的实例,可以使用聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶和各种共聚物。填料是用于抑制电极膨胀的任选组分。对填料没有特别限制,只要填料由纤维材料制成同时填料不会在应用所述填料的电池中引起化学变化即可。作为填料的实例,可以使用:烯烃类聚合物如聚乙烯和聚丙烯;和纤维材料如玻璃纤维和碳纤维。根据本发明的另一方面,提供了一种二次电池,所述二次电池构造成使得包含电极的电极组件被利用电解液浸渍。所述电极组件通常包含作为电极的实例的正极、作为电极的另一个实例的负极、以及插入所述正极与所述负极之间的隔膜。作为隔膜,可以使用离子透过性高且机械强度高的绝缘性薄膜。隔膜通常具有0.01~10μm的孔径和5~300μm的厚度。作为隔膜的材料,例如使用由如下物质制成的片或无纺布:展示耐化学性和疏水性的烯烃聚合物如聚丙烯;玻璃纤维;或聚乙烯。在使用固体电解质如聚合物作为电解质的情况中,固体电解质也可以充当隔膜。电解液可以包含非水电解液和锂盐。可以将非水有机溶剂、有机固体电解质或无机固体电解质用作所述非水电解液。然而,本发明不限于此。作为非水有机溶剂的实例,可以提及非质子有机溶剂,如N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四羟基法郎(tetrahydroxyFranc)、2-甲基四氢呋喃、二甲基亚砜、1,3-二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯和丙酸乙酯。作为有机固体电解质的实例,可以提及聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、聚搅拌赖氨酸、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯和含离子解离基团的聚合物。作为无机固体电解质的实例,可以提及锂(Li)的氮化物、卤化物和硫酸盐,例如Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSiO4、LiSiO4-LiI-LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4-LiI-LiOH和Li3PO4-Li2S-SiS2。锂盐是易溶于上述非水电解质的材料,且可以包括例如LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼烷锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂和亚氨基锂。此外,为了提高充放电特性和阻燃性,可以将例如如下物质添加到电解液:吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、乙二胺、正甘醇二甲醚、六磷酸三酰胺、硝基苯衍生物、硫、醌亚胺染料、N-取代的唑烷酮、N,N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化铝等。根据情况,为了赋予不燃性,非水电解液可以进一步包含含卤素的溶剂如四氯化碳和三氟乙烯。此外,为了提高高温保持特性,电解液可以还包含二氧化碳气体。此外,可以还包含氟代碳酸亚乙酯(FEC)和丙烯磺内酯(PRS)。在具体实例中,可以将诸如LiPF6、LiClO4、LiBF4或LiN(SO2CF3)2的锂盐添加到环状碳酸酯(例如作为高介电溶剂的EC或PC)和链状碳酸酯(例如作为低粘度溶剂的DEC、DMC或EMC)的混合溶剂以制造电解液。根据本发明的其它方面,提供了一种包含所述二次电池作为单元电池的电池模块、包含所述电池模块的电池组和包含所述电池组作为电源的装置。所述装置的具体实例可以选自:移动电话、便携式计算机、智能电话、平板电脑、智能平板、上网本、轻型电动车辆(LEV)、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆和蓄电装置。所述装置的结构和制造方法在本发明所属领域中是熟知的,并且将省略其详细描述。附图说明图1是显示根据本发明实施方案的电极的平面视图和侧面视图。具体实施方式现在,将参考以下实例更详细地描述本发明。提供这些实例仅用于说明本发明且不应解释为限制本发明的范围。<实施例1>制备正极混合物部将94重量%作为正极活性材料的锂镍类氧化物(Li(NiMnCo)1/3O2)、3重量%作为导电剂的Super-P和3重量%作为粘合剂的PVdF添加到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),由此制备正极混合物。制备不可逆部将94重量%作为不可逆添加剂的锂钛氧化物(Li(Li1/3Ti5/3)O4),3重量%作为导电剂的Super-P和3重量%作为粘合剂的PVdF添加到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),由此制备不可逆添加剂混合物。制造正极将正极混合物和不可逆添加剂混合物交替地涂布,干燥并压制在厚度为15μm的铝箔上,如图1所示,由此制造正极。此时,正极混合物部的孔径比为25%,且不可逆部的孔径比为40%。<实施例2>除了使用94重量%的锂钼硫化物(Li2.3Mo6S7.7)作为不可逆添加剂以代替锂钛氧化物(Li(Li1/3Ti5/3)O4)之外,以与实施例1相同的方式制造了正极混合物部,制备了不可逆部,并制造了正极。此时,正极混合物部的孔径比为25%,且不可逆部的孔径比为40%。<比较例1>将89重量%作为正极活性材料的锂镍类氧化物(Li(NiMnCo)1/3O2)、3重量%作为导电剂的Super-P、3重量%作为粘合剂的PVdF和5重量%作为不可逆添加剂的锂钼硫化物(Li2.3Mo6S7.7)添加到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,由此制备正极混合物。将正极混合物涂布,干燥并压制在具有15μm厚度的铝箔上,由此制造正极。此时,正极混合物层的孔径比为25%。<比较例2>将94重量%作为正极活性材料的锂镍类氧化物(Li(NiMnCo)1/3O2)、3重量%作为导电剂的Super-P和3重量%作为粘合剂的PVdF添加到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),由此制备正极混合物。将正极混合物涂布在厚度为15μm的铝箔上。将94重量%作为不可逆添加剂的锂钼硫化物(Li2.3Mo6S7.7)、3重量%作为导电剂的Super-P和3重量%作为粘合剂的PVdF添加到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),由此制备不可逆添加剂混合物。将不可逆添加剂混合物涂布,干燥并压制在涂布在铝箔上的正极混合物层上,使得不可逆添加剂混合物的厚度为5μm,由此制造正极。此时,正极混合物层的孔径比为25%,且不可逆添加剂层的孔径比为40%。<比较例3>将92重量%作为正极活性材料的锂镍类氧化物(Li(NiMnCo)1/3O2)、3重量%作为导电剂的Super-P、3重量%作为粘合剂的PVdF和2重量%作为不可逆添加剂的锂钛氧化物(Li(Li1/3Ti5/3)O4)添加到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),由此制备正极混合物。将正极混合物涂布,干燥并压制在具有15μm厚度的铝箔上,由此制造正极。此时,正极混合物层的孔径比为25%。<比较例4>将94重量%作为正极活性材料的锂镍类氧化物(Li(NiMnCo)1/3O2)、3重量%作为导电剂的Super-P和3重量%作为粘合剂的PVdF添加到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),由此制备正极混合物。将正极混合物涂布在厚度为15μm的铝箔上。将94重量%作为不可逆添加剂的锂钛氧化物(Li(Li1/3Ti5/3)O4)、3重量%作为导电剂的Super-P和3重量%作为粘合剂的PVdF添加到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),由此制备不可逆添加剂混合物。将不可逆添加剂混合物涂布,干燥并压制在涂布在铝箔上的正极混合物层上,使得不可逆添加剂混合物的厚度为5μm,由此制造正极。此时,正极混合物层的孔径比为25%,且不可逆添加剂层的孔径比为40%。<比较例5>在不添加或涂布锂钼硫化物(Li2.3Mo6S7.7)或锂钛氧化物(Li(Li1/3Ti5/3)O4)的状态下,将94重量%作为正极活性材料的锂镍类氧化物(Li(NiMnCo)1/3O2)、3重量%作为导电剂的Super-P和3重量%作为粘合剂的PVdF添加到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),由此制备正极混合物。将正极混合物涂布,干燥并压制在具有15μm厚度的铝箔上,由此制造正极。此时,正极混合物层的孔径比为25%。即,以正极混合物部占据正极面积的100%的方式制造正极。<实验例1>将作为负极活性材料的84重量%的人造石墨和10重量%的氧化硅(SiO)、2重量%作为导电剂的Super-P、3重量%作为粘合剂的丁苯橡胶(SBR)和1重量%作为增稠剂和粘合剂两者的羧甲基纤维素(CMC)添加到作为溶剂的蒸馏水中,由此制备负极混合物。将所述负极混合物涂布在厚度为10μm的铜箔上,由此制造负极。负极具有约86%的不可逆效率(充电容量:245mAh/g)。将根据实施例1和4以及比较例1~5制造的正极的不可逆效率以及以各个电池包含所述正极和负极的方式制造的电池的测量容量示于表1中。[表1]如上表1中所示,能够看出,根据实施例1和2的包含锂钼硫化物或锂钛氧化物作为不可逆添加剂的正极与负极之间的不可逆效率的差异小于根据比较例5的不包含不可逆添加剂的正极与负极之间的不可逆效率的差异,并且能够看出,使用根据实施例1和2的正极和负极制造的电池的容量高于使用根据比较例5的正极和负极制造的电池的容量。这意味着电池容量增加,因为作为负极的不可逆试剂的锂增加了正极的不可逆性。其原因是锂钼硫化物和锂钛氧化物仅在初始充电期间参与反应,并且不参与放电期间的反应,因为锂钼硫化物和锂钛氧化物的在相对于Li为1.0V~2.5V的范围内的工作电压比正极的工作电压低。因此,能够看出,当充当不可逆添加剂的锂钼硫化物或锂钛氧化物包含在正极中时,通过在与负极的初始不可逆效率接近的范围内调节正极的初始不可逆效率,可以使得电池单元的总容量和每单位体积的能量密度最大化。<实验例2>将根据实施例1和2以及比较例1~5制造的正极浸入电解液中,并对浸渍程度直至达到约80%所花费的时间的量进行测量。将结果示于下表2中。浸渍程度是在用电解液浸渍电极时表示为百分比的电极重量的增量对初始电极重量之比。[表2]浸渍程度(时间,秒)实施例12705实施例22580比较例14050比较例23570比较例33950比较例43490比较例53900如上表2所示,能够看出,与根据比较例1和3的在其各个中将不可逆添加剂与正极混合物简单混合的电极、根据比较例2和4的在其各个中在正极混合物层上形成不可逆添加剂的电极、以及根据比较例5的其中仅提供具有低孔径比的正极混合物层的电极相比,根据本发明实施例1和2的电极在更短的时间内实现了期望的浸渍程度。<实验例3>使用根据实施例1和2以及比较例1和5制造的正极和根据实验例1制造的负极制造了电池,并且测量了电池对于各个SOC的10秒放电电阻。将结果示于下表3中。[表3]参考表3,能够看出,使用根据实施例1和2制造的正极的电池比使用根据比较例1和5制造的正极的电池显示更好的输出特性。其原因是,根据实施例1和2制造的正极的特征在于,具有高孔径比的不可逆部与电极混合物部一起涂布在集电器上,由此提高了电解液的浸渍程度,如从实验例2能够看出的,并因此降低了电极电阻。因此,在根据本发明的电极中,通过使用不可逆添加剂可以容易地调节不可逆效率。此外,通过改善电解液的浸渍程度,可以在整个SOC范围内展示优异的输出特性。本领域技术人员可以以上述内容为基础,在本发明的范围内进行各种应用和变化。工业应用性从上面的描述可以明确,根据本发明的电极被构造为使得各自包含电极活性材料的多个电极混合物部与各自包含不可逆添加剂的多个不可逆部交替布置。因此,基于不可逆添加剂的含量和不可逆部的分布可以容易地调节不可逆效率。此外,通过调节电极混合物部的孔径比和不可逆部的孔径比,可以改善电解液的浸渍并同时显示高容量特性。结果,可以防止电解液的浓度极化。因此,可以抑制电池电阻的升高,使得电池显示优异的输出特性。当前第1页1 2 3 
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