电极活性物质浆料的制备方法以及所述方法制得的电极活性物质浆料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电极活性物质浆料的制备方法和由该方法制得的电极活性物质浆料，更具体而言，涉及如下电极活性物质浆料的制备方法:首先制备维持混合物质的稳定状态的同时具有全电动电势(full zeta potential)的导电剂分散体和电极活性物质分散体，然后将它们混合而制备电极活性物质浆料的方法，以及由该方法制得的电极活性物质浆料。
[0002]本申请要求于2013年12月9日在韩国提交的韩国专利申请第10_2013_0159395号和于2014年12月19日在韩国提交的韩国专利申请第10-2014-0184586号的优先权，并将其说明书和附图中所公开的所有内容纳入本说明书中。
【背景技术】
[0003]最近，人们对储能技术的兴趣不断增加。随着储能技术的应用领域扩展至移动设备如移动电话、摄像机、笔记本电脑，甚至应用范围扩大到电动车的中大型的电池、如混合动力电动车(HEV)、插电式混合动力电动车(PHEV)和电动车(EV)等，因而对于用作电子设备电源的高能量密度电池的需求日益增加。锂二次电池作为可以做能满足这些要求的电池，近年来人们正在对其进行深入地研究。
[0004]目前，用于二次电池的电极是通过在铝箔或铜箔上涂覆高浓度的浆料来制造的，该高浓度的浆料是通过单独地加入电极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂并将它们混合而制得的。因为每个锂二次电池产品不同特性的需求，因此要单独加入并混合。然而，浆料的性能对电极有显著的影响，因此浆料的混合工艺在制备电极的过程中起到特别重要的作用。
[0005]此外，作为一种制备电极活性物质浆料的方法，也可使用高粘度混合法。这种方法是，在使电极活性物质和导电剂等的混合物的粘度增加至最大值后，加入过量的溶剂并混合而制备出电极活性物质浆料的方法，其缺点是该电极活性物质浆料的稳定性降低、或因施加于混合器的应力而造成混合器的磨损。
【发明内容】
[0006]技术问题
[0007]本发明涉及提供一种电极活性物质浆料的制备方法，即在首先制备维持混合材料的稳定状态的同时具有全电动电势的导电剂分散体和电极活性物质分散体之后，将它们混合而制备电极活性物质浆料的方法，以及由该方法制得的电极活性物质浆料。
[0008]技术方案
[0009]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种电极活性物质浆料的制备方法，其包括:(S1)混合导电剂和第一分散介质而制备导电剂分散体，且混合电极活性物质与第二分散介质而制备电极活性物质分散体的步骤；以及(S2)将导电剂分散体加入于电极活性物分散体中并使其分散的步骤。
[0010]在这种情况下，在步骤S1中，所述导电剂分散体可以包含5重量％至20重量％分散在其中的导电剂。
[0011]同样，在步骤S1中，所述电极活性物质分散体可以包含60重量％至90重量％分散在其中的电极活性物质。
[0012]此外，在步骤S1中，导电剂分散体可以包含5重量％至20重量％分散在其中的导电剂，且电极活性物质分散体可以包含60重量％至90重量％分散在其中的电极活性物质，并且在步骤S2中，可以将10至40重量份的导电剂分散体加入并分散在电极活性物质分散体中，基于100重量份的电极活性物质分散体计。
[0013]另一方面，在步骤S1中还可以将粘合剂加入在导电剂分散体中，在步骤S1中还可以将粘合剂加入电极活性物质分散体中，或者在步骤S2中还可以加入粘合剂。
[0014]在这种情况下，所述粘合剂可以选自聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-共-HFP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)中的任意一种或其两种以上的混合物。
[0015]另外，所述导电剂可以包含选自炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、乙炔黑、科琴黑(Ketjen Black)和Super P中的任意一种或其两种以上的混合物。
[0016]另外，所述第一分散介质可以包含选自具有溶解度参数(solubility parameter,δ)常数为10以上的有机溶剂中的任意一种或其两种以上的混合物。
[0017]而且，第一分散介质可以包含水、Ν-甲基-2-吡咯烷酮或其混合物。
[0018]另外，所述电极活性物质可以是正极活性物质或负极活性物质。
[0019]这里，所述正极活性物质可以包含含锂氧化物。
[0020]在这种情况下，所述含锂氧化物可以是含锂过渡金属氧化物，并且该含锂过渡金属氧化物可以选自 LixCo02 (0.5 < X < 1.3)、LixNi02(0.5 < x < 1.3)、LixMn02 (0.5 < χ
<1.3)、LixMn204(0.5 < χ < 1.3)、Lix (NiaCobMnc) 02 (0.5 < χ < 1.3、0 < a < 1、0 < b < 1，0
<c < 1、a+b+c = 1)、LixNi! yCoy02(0.5 < χ < 1.3、0 < y < 1)、LixC0l yMny02(0.5 < x
<1.3、0 彡 y < 1)、LixNi! yMny02(0.5 < x < 1.3、0 彡 y < 1)、Lix(NiaCobMnc)04(0.5 < x
<1.3、0 < a < 2、0 < b < 2、0 < c < a+b+c = 2)、LixMn2 zNiz04(0.5 < x < 1.3、0 < z
<2)、LixMn2 zCoz04(0.5 < x < 1.3、0 < z < 2)、LixCoP04(0.5 < x < 1.3)和 LixFeP04(0.5<x< 1.3)中的任意一种或其两种以上的混合物。
[0021 ]另外，所述负极活性物质可以包含锂金属、碳材料、金属化合物和其混合物。
[0022]本文中，所述金属化合物可以是含有选自S1、Ge、Sn、Pb、P、Sb、B1、Al、Ga、In、T1、Μη、Fe、Co、N1、Cu、Zn、Ag、Mg、Sr和Ba中的任意一种或两种以上金属元素的化合物或这些混合物。
[0023]另外，第二分散介质可以与第一分散介质相同。
[0024]另一方面，在步骤S2中，可以在将导电剂分散体加入至电极活性物质分散体中的同时额外地加入第三分散介质。
[0025]本文中，第三分散介质可以与第一分散介质相同。
[0026]根据本发明的另一方面，提供一种由本发明的制备方法所制得的电极活性物质浆料。
[0027]有益效果
[0028]根据本发明，在首先制备出保持混合材料的稳定状态的同时具有全电动电势的导电剂分散体和电极活性物质分散体之后，将它们混合而制备电极活性物质浆料，从而与现有技术相比，导电剂和电极活性物质可以均匀地分散在电极活性物质浆料中。
[0029]而且，即使使用了分散性差的导电剂，也可以使该导电剂均匀地分散，因此与现有技术相比，即使减少导电剂的含量也可不会降低电池的循环特性。
【附图说明】
[0030]附图示出了本发明优选的实施方案，并且与上述的内容一起，提供对本发明技术方面的进一步理解。然而，本发明并不局限于附图。
[0031]图1示出了根据本发明的实施例所制得的导电剂分散体和电极活性物质浆料的剪切速率对粘度的图表。
[0032]图2示出了根据本发明的实施例所制得的导电剂分散体和电极活性物质浆料的相位角(phase angle)分析结果的图表。
[0033]图3示出了使用根据本发明的实施例和对比实施例所制得的电极活性物质浆料的、圆柱形电池的循环特性的评价图表。
[0034]图4示出了使用根据本发明实施例和对比实施例所制得的电极活性物质浆料的、圆柱形电池的放电特性的评价图表。
【具体实施方式】
[0035]下面，对本发明进行详细说明。应当理解的是，在说明书和所附的权利要求中使用的术语不局限于一般的和字典的含义，而是应该在以允许发明人为了最佳解释而适当限定术语为原则的基础上，基于与本发明的技术方面相应的含义和概念来进行解释。
[0036]另外，在附图和实施方式中所列举的构造只是仅用于说明目的的优选实例，并不旨在限制本发明的范围，因此应当理解为，在不偏离本发明范围的情况下，可以对本发明进行其它等价替换和修改。
[0037]根据本发明的电极活性物质浆料的制备方法如下。
[0038]首先，将导电剂和第一分散介质混合以制备出导电剂分散体，并且将电极活性物质与第二分散介质混合以制备出电极活性物质分散体(S1)。
[0039]在现有技术中，单独加入电极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂并混合，由此制备出电极活性物质浆料，或者在使电极活性物质和导电剂等的混合物的粘度提高至最大化之后，将过量的溶剂加入至混合物中并混合，由此制备出电极活性物质浆料，但是根据这种方法，电极活性物质浆料的稳定性降低，或因作用在混合器的应力而使混合器磨损。
[0040]在本发明中，保持混合材料的稳定状态的同时首先分别制备出具有全