用于锂二次电池的阳极及其制造方法与流程

本发明涉及一种用于锂二次电池的阳极，更具体地涉及一种包含原纤化粘合剂和微粒粘合剂的阳极。

背景技术：

1、通过干法工艺制造用于锂二次电池的电极的方法正被开发为一种降低成本和时间且环保的方法，因为它不仅不像通过现有的湿法工艺制造电极的方法那样使用溶剂，而且也不包括干燥过程。目前，已经对用于制造干电极的方法和材料进行了大量研究，但是与改进干电极膜的物理性质相关的研究仍然不足。

技术实现思路

1、根据本发明，本发明的目的为提供一种用于制造阳极的方法，所述方法能够通过在通过干法制造电极时无需另外进行例如研磨的工艺而缩短工艺时间。

2、根据本发明，本发明的另一个目的为提供一种组合物，所述组合物在通过干法制造电极时具有改进的分散性。

3、根据本发明，本发明的另一个目的为提供一种能够改善通过干法制造的电极膜的拉伸强度的方法。

4、本发明的目的不限于上述目的。通过以下描述，本发明的目的将变得更清楚，并且本发明的目的将通过权利要求中描述的手段及其组合实现。

5、根据本发明的一个实施方案的用于锂二次电池的阳极可以包含：含有碳材料的活性材料、原纤化粘合剂和微粒粘合剂，所述微粒粘合剂包括选自聚四氟乙烯(ptfe)、聚偏二氟乙烯(pvdf)及其组合中的至少一种。

6、聚四氟乙烯(ptfe)的平均粒径可以为约0.1μm至500μm。

7、聚四氟乙烯(ptfe)可以包含团聚有多个初级粒子的二级粒子。

8、聚四氟乙烯(ptfe)的体积密度可以为约350g/l至450g/l。

9、聚四氟乙烯(ptfe)的bet比表面积可以为约3m2/g或更小。

10、聚四氟乙烯(ptfe)可以不具有自由流动性质。

11、聚偏二氟乙烯(pvdf)的平均粒径可以为约0.1μm至500μm。

12、聚偏二氟乙烯(pvdf)可以包含初级粒子。

13、聚偏二氟乙烯(pvdf)的熔点可以为约170℃或更低。

14、聚偏二氟乙烯(pvdf)的数均分子量(mn)可以为约500,000g/mol至800,000g/mol。

15、聚偏二氟乙烯(pvdf)的重均分子量(mw)可以为约500,000g/mol至800,000g/mol。

16、阳极可以包含量为约95重量％至97重量％的活性材料、量为约1重量％至4重量％的量的原纤化粘合剂和量为约1重量％至2重量％的微粒粘合剂。

17、微粒粘合剂和原纤化粘合剂的重量比可以为约1:4至1:1.5。

18、根据本发明的一个实施方案的用于制造用于锂二次电池的阳极的方法可以包括：制备包含活性材料和微粒粘合剂的混合物，所述微粒粘合剂包含选自聚四氟乙烯(ptfe)、聚偏二氟乙烯(pvdf)及其组合中的至少一种；混合所述混合物与可原纤化的粘合剂以获得纳米尺寸的粒子组合物；以及向所述粒子组合物施加热和压力以形成膜。

19、可以通过在没有溶剂的情况下干混活性材料和微粒粘合剂来制备混合物。

20、可以通过在约30℃或更低的温度下以约20m/s至30m/s的速度混合活性材料和微粒粘合剂约60分钟或更短时间来制备混合物。

21、可以通过在约80℃或更低的温度下以约20m/s至30m/s的速度混合混合物和可原纤化的粘合剂约60分钟或更短时间来获得粒子组合物。

22、粒子组合物的平均粒径可以为约1nm至500nm。

23、为了形成膜，可以向粒子组合物施加约0.1吨/平方英寸(tsi)至12tsi的压力。

24、根据本发明，可以提供一种用于制造阳极的方法，所述方法能够通过在通过干法制造电极时无需另外进行例如研磨的工艺而缩短工艺时间。

25、根据本发明，可以提供一种组合物，所述组合物在通过干法制造电极时具有改进的分散性。

26、根据本发明，可以提供一种能够改善通过干法制造的电极膜的拉伸强度的方法。

27、本发明的效果不限于上述效果。应理解，本发明的效果包括可以从以下描述中推导出的所有效果。

技术特征：

1.一种用于锂二次电池的阳极，所述阳极包含：

2.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，聚四氟乙烯的平均粒径为0.1μm至500μm。

3.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，聚四氟乙烯包含二级粒子，所述二级粒子包含多个初级粒子。

4.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，聚四氟乙烯的体积密度为350g/l至450g/l。

5.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，聚四氟乙烯的bet比表面积为3m2/g或更小。

6.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，聚四氟乙烯不具有自由流动性质。

7.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，聚偏二氟乙烯的平均粒径为0.1μm至500μm。

8.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，聚偏二氟乙烯包含初级粒子。

9.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，聚偏二氟乙烯的熔点为170℃或更低。

10.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，聚偏二氟乙烯的数均分子量为500,000g/mol至800,000g/mol。

11.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，聚偏二氟乙烯的重均分子量为500,000g/mol至800,000g/mol。

12.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，所述阳极包含：

13.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极，其中，微粒粘合剂与原纤化粘合剂的重量比为1:4至1:1.5。

14.一种用于制造根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阳极的方法，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中，混合物通过在没有溶剂的情况下干混活性材料和微粒粘合剂来制备。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，混合物通过在30℃或更低的温度下以20m/s至30m/s的速度混合活性材料和微粒粘合剂60分钟或更短时间来制备。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，粒子组合物通过在80℃或更低的温度下以20m/s至30m/s的速度混合混合物和能够原纤化的粘合剂60分钟或更短时间来获得。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，粒子组合物的平均粒径为1nm至500nm。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法包括在30℃至160℃的温度下向粒子组合物施加0.1吨/平方英寸至12吨/平方英寸的压力以形成膜。

技术总结
本发明公开了一种用于锂二次电池的阳极及其制造方法，所述阳极包含含有碳材料的活性材料、原纤化粘合剂和微粒粘合剂，所述微粒粘合剂包含聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯或其组合中的至少一种。

技术研发人员：韩相旭,崔根浩,朴经谓,金贤真,赵镛日,宋汉娜
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：2024/1/16