粘结剂、用于制造干电极的组合物、干电极及制造干电极的方法与流程

本发明涉及电化学装置，更具体地涉及粘结剂、用于制造干电极的组合物、干电极以及制造干电极的方法。

背景技术：

1、随着对储能技术的兴趣增加，在需要储能的领域，如移动电话、笔记本电脑和电动汽车领域，都在积极进行研究和开发。特别地，在电化学装置中，伴随着能够充电和放电的可充电电池的发展，开发新电极以提高二次电池组的容量密度和比能量的活动正在积极开展。

2、随着对电化学装置的兴趣增加，降低电阻、增加高容量、改善电化学装置的机械性能或生产力的研究正在进行，因此需要一种在制造电化学装置时具有高生产力的制造方法。作为电化学装置中使用的电极，特别是从常规的成膜工艺来看，将本体活性材料和不可原纤化的粘结剂混合，将活性材料和粘结剂混合，可以通过在高剪切力下将混合的活性材料与粘结剂混合来制备组合物。所制备的组合物可以与本体活性材料和不可原纤化的粘结剂混合，以通过低剪切喷射研磨和压延获得电极。电极的制造方法具有的问题在于生产电极需要花费大量的时间和成本，因为它必须经过许多工艺步骤，因此批量生产力很差。

3、公开于该背景技术部分的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因此其可以包含不构成已为该国家中本领域普通技术人员所知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明致力于提供粘结剂、用于制造干电极的组合物、干电极以及制造干电极的方法，它们具有简化电极制造工艺、避免大量的成本和时间消耗，以及在生成电极时最大限度地提高批量生产力的优点。本发明的示例性实施方案提供了粘结剂。本发明的另一个实施方案提供了用于制造干电极的组合物。本发明的又另一个实施方案提供了干电极。根据本发明的实施方案提供了一种用于制造干电极的方法。

2、本发明所要解决的技术目标是提供一种能够简化电极制造工艺，避免大量的成本和时间消耗，并在生成电极时最大限度地提高批量生产力的粘结剂。

3、本发明所要解决的另一个技术目标是提供包含具有上述优点的粘结剂的用于制造电极的组合物。

4、本发明所要解决的另一个技术目标是提供干电极，所述干电极包括用于制造具有上述优点的电极的组合物。

5、本发明所要解决的另一个技术目标是提供一种用于制造具有上述优点的干电极的方法。

6、根据本发明的示例性实施方案，粘结剂是包括至少一个初级颗粒的次级颗粒形式的粘结剂，当用分散设备搅拌粘结剂时，粘结剂可以从次级颗粒分离成至少一个初级颗粒。在示例性实施方案中，当可以对粘结剂施加约20m/s至40m/s的搅拌速度时，粘结剂从次级颗粒分离成至少一个初级颗粒。

7、在示例性实施方案中，当可以对粘结剂施加约20m/s至35m/s的搅拌速度时，粘结剂从次级颗粒分离成至少一个初级颗粒。在示例性实施方案中，初级颗粒的平均粒径(d50)可以为约600nm或更小。在示例性实施方案中，次级颗粒的平均粒径(d50)可以为约50μm至900μm或更小。在示例性实施方案中，次级颗粒可以为聚四氟乙烯(ptfe)或聚偏二氟乙烯(pvdf)中的至少一种。

8、根据另一个示例性实施方案，以用于制造干电极的组合物的100重量％计，用于制造干电极的组合物可以包含约0.01重量％至5重量％的包括至少一个初级颗粒的次级颗粒形式的粘结剂，其中当用分散设备搅拌粘结剂时，粘结剂从次级颗粒分离成至少一个初级颗粒。

9、在一些实施方案中，当对粘结剂施加约20m/s至40m/s的搅拌速度时，粘结剂从次级颗粒分离成至少一个初级颗粒。

10、在一些实施方案中，当对粘结剂施加约20m/s至35m/s的搅拌速度时，粘结剂从次级颗粒分离成至少一个初级颗粒。

11、在一些实施方案中，至少一个初级颗粒的平均粒径(d50)为约600nm或更小，次级颗粒的平均粒径(d50)为约50μm至900μm或更小。

12、根据本发明的另一个示例性实施方案，用于制造干电极的方法可以包括制备包含活性材料和导电材料的电极组合物以及粘结剂；

13、混合约90重量％至99重量％的电极组合物，约0.01重量％至5重量％的粘结剂，以及其余为0.01重量％至5重量％的导电材料；以及

14、压制经混合的混合物；在混合过程中，可以用分散设备搅拌电极组合物、粘结剂以及其余的导电材料，包括至少一个初级颗粒的次级颗粒形式的粘结剂可以从次级颗粒分离成至少一个初级颗粒。在示例性实施方案中，当用分散设备进行搅拌时，可以施加约20m/s至40m/s的搅拌速度。

15、在示例性实施方案中，制备进一步包括：制备至少一个初级颗粒形式的粘结剂，将至少一个初级颗粒形式的粘结剂制备成次级颗粒形式的粘结剂可以包括在制备粘结剂的步骤中。在示例性实施方案中，混合可以进一步包括基于至少一个初级颗粒的平均粒径来确定粘结剂的分散度。

16、在示例性实施方案中，混合可以在约10℃至100℃的混合温度范围内进行。在示例性实施方案中，混合可以进一步包括控制在混合活性材料、导电材料和粘结剂时产生的热量。

17、在示例性实施方案中，混合可以在约1分钟至60分钟的时间范围内进行。在示例性实施方案中，压制可以在约15℃至200℃的范围内进行。

18、在示例性实施方案中，在混合步骤之后，可以进一步包括将在制造干电极的步骤中制得的干电极与集电体附接。在示例性实施方案中，在将干电极与集电体附接的步骤中，可以对干电极和集电体施加温度和压力中的至少一者。

19、在本发明的示例性实施方案中，它包括包含初级颗粒和由多个初级颗粒组装而成的次级颗粒的粘结剂，其特征在于，施加至粘结剂的剪切力处于粘结剂自身能量和粘结剂的塑性形变能量之间的范围内，通过一次性混合活性材料、导电材料和粘结剂以简化工艺，可以容易地获得用于制造干电极的组合物。

20、在本发明的另一个实施方案中，可以提供用于制造具有上述优点的电极的组合物。

21、在本发明的另一个示例性实施方案中，可以提供一种具有上述优点的干电极制造方法。

技术特征：

1.一种粘结剂，其为包括至少一个初级颗粒的次级颗粒形式，其中，

2.根据权利要求1所述的粘结剂，其中，

3.根据权利要求1所述的粘结剂，其中，

4.根据权利要求1所述的粘结剂，其中，

5.根据权利要求1所述的粘结剂，其中，

6.根据权利要求1所述的粘结剂，其中，

7.一种用于制造干电极的组合物，以用于制造干电极的组合物的100重量％计，所述用于制造干电极的组合物包含0.01重量％至5重量％的包括至少一个初级颗粒的次级颗粒形式的粘结剂，其中，当用分散设备搅拌粘结剂时，粘结剂从次级颗粒分离成至少一个初级颗粒。

8.根据权利要求7所述的用于制造干电极的组合物，其中，当对粘结剂施加20m/s至40m/s的搅拌速度时，粘结剂从次级颗粒分离成至少一个初级颗粒。

9.根据权利要求7所述的用于制造干电极的组合物，其中，当对粘结剂施加20m/s至35m/s的搅拌速度时，粘结剂从次级颗粒分离成至少一个初级颗粒。

10.根据权利要求7所述的用于制造干电极的组合物，其中：

11.一种用于制造干电极的方法，所述方法包括：

12.根据权利要求11所述的用于制造干电极的方法，其中，

13.根据权利要求11所述的用于制造干电极的方法，制备包括：

14.根据权利要求11所述的用于制造干电极的方法，其中，

15.根据权利要求11所述的用于制造干电极的方法，其中，

16.根据权利要求11所述的用于制造干电极的方法，其中，

17.根据权利要求11所述的用于制造干电极的方法，其中，

18.根据权利要求11所述的用于制造干电极的方法，其中，

19.根据权利要求11所述的用于制造干电极的方法，其进一步包括：

20.根据权利要求19所述的用于制造干电极的方法，其中，

技术总结
本发明涉及粘结剂、用于制造干电极的组合物、干电极及制造干电极的方法。在一个实施方案中，作为包括至少一个初级颗粒的次级颗粒，当用分散设备搅拌时，粘结剂可以从次级颗粒分离成至少一个初级颗粒。

技术研发人员：金贤真,宋汉娜,韩相旭,崔根浩
受保护的技术使用者：现代自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13