本公开涉及电化学装置用电极、其制造方法以及包括其的电化学装置。更特别地，本公开涉及干电极及其制造方法。本技术要求于2023年9月27日在韩国提交的韩国专利申请第10-2023-0130792号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术：
1、由于化石燃料的使用增加，对使用替代能源和清洁能源的需求日益增长，并且在这样的情况下，在利用电化学在能量产生和储存领域中正在进行许多研究。目前，利用电能和化学能的电化学装置的典型实例为二次电池，并且二次电池的应用范围正在逐渐扩大。
2、典型的二次电池之一(锂二次电池)不仅用作移动装置的能源，而且还用作作为被视为空气污染的主要原因之一的利用化石燃料的车辆(例如，汽油车辆和柴油车辆)的替代品的电动车辆和混合动力电动车辆的电源，并且锂二次电池的应用范围正在扩大至通过电网的辅助电源。
3、制造锂二次电池的过程大致分为三个步骤：电极过程、组装过程和化成/老化过程。电极过程被细分为活性材料混合过程、电极涂覆过程、干燥过程、辊压过程、分切过程和卷绕过程。
4、其中，活性材料混合过程是这样的过程：将用于形成在电极中实际发生电化学反应的电极活性层的涂覆材料混合，并且具体地，将作为电极的必需要素的电极活性材料与添加剂(例如，导电材料、填料、用于将粉末保持在一起并粘附至集流体的粘结剂、以及用于赋予粘度并使粉末分散以的溶剂)混合，以制备可流动浆料。用于形成电极活性层的混合组合物在广义上被称为电极混合物。
5、随后，进行将电极混合物施加至导电集流体的电极涂覆过程和用于除去电极混合物中包含的溶剂的干燥过程，并且另外将电极辊压至预定厚度。
6、同时，随着电极混合物中包含的溶剂在干燥过程中蒸发，在已经形成的电极活性层中可能出现缺陷例如针孔或裂纹。此外，活性层在整个内部/外部区域上不是完全均匀干燥的，并且由于溶剂蒸发速率的差异，一些区域较早变干并且相应区域处的粉末漂浮起来，而一些其他区域隔一段时间较晚变干，导致电极品质低。
7、与使用溶剂制造的电极(称为湿电极)相反，近来正在进行许多研究来制造无溶剂的干电极(称为干电极)。
8、在这种情况下，湿电极不需要粘合层，原因是在集流体上的电极涂覆过程中，集流体与电极活性层之间形成了粘合强度，而干电极需要粘合层(打底层)以提供粘合强度，原因是电极以固态层合到集流体上。
9、目前，正在进行许多研究以通过凹版涂覆法或使用狭缝模的涂覆法来形成打底层，但存在关于以下的报道：由于由打底层引起的界面电阻，电池的电性能下降和充电/放电循环后的寿命下降。
10、因此，为了使干电极商业化，迫切需要开发用于形成打底层的新方法和使用其的电极，以解决干电极的固有问题。
技术实现思路
1、技术问题
2、本公开涉及：
3、提供在电极活性材料层与集流体之间具有较低的界面电阻的电极以及用于制造其的新制造方法。
4、本公开还涉及提供不仅具有在电极活性材料层与集流体之间较低的界面电阻而且还具有预定水平的电极粘合强度的电极及其制造方法。
5、本公开还涉及提供包括在界面电阻和电极粘合强度方面具有优异性能的电极的电化学装置。
6、技术方案
7、为了解决上述问题，
8、根据本公开的一个方面，提供了以下实施方案的预备电极。
9、根据本公开的第一实施方案的预备电极包括：
10、自支撑电极膜，所述自支撑电极膜包含电极活性材料和原纤化的电极粘结剂，其中电极活性材料通过原纤化的电极粘结剂保持在一起；和存在于电极膜的至少一个表面的至少一部分上的粘合层，所述粘合层包含粘合性粘结剂，
11、其中粘合层包括其中粘合性粘结剂团簇的粘合层区域和其中电极膜的一个表面暴露于外部的无粘合层区域。
12、根据第二实施方案，在第一实施方案中，
13、粘合层的根据以下等式1的开口率可以为25％或更小：
14、[等式1]
15、开口率(％)＝ao/ac×100
16、其中在等式1中，
17、ao表示无粘合层区域的面积，以及
18、ac表示粘合层区域的面积。
19、根据第三实施方案，在第一实施方案或第二实施方案中，
20、开口率可以在5％至25％的范围内。
21、根据第四实施方案，在第一实施方案至第三实施方案中的任一者中，
22、开口率可以在10％至15％的范围内。
23、根据第五实施方案，在第一实施方案至第四实施方案中的任一者中，
24、电极膜的表面可以包括在电极膜的向内方向上凹陷的至少一个孔，并且所述至少一个孔中可以包含粘合性粘结剂。
25、根据本公开的另一个方面，提供了以下实施方案的电极。
26、根据第六实施方案的电极包括：
27、集流体；存在于集流体的至少一个表面上的自支撑电极膜，所述自支撑电极膜包含电极活性材料和原纤化的电极粘结剂，其中电极活性材料通过原纤化的电极粘结剂保持在一起；和在集流体与电极膜之间的包含粘合性粘结剂的粘合层，
28、其中集流体与电极膜之间的界面电阻为0.1ω·cm2或更小。
29、根据第七实施方案，在第六实施方案中，
30、集流体与电极膜之间的粘合强度可以为15gf/2cm或更大。
31、根据第八实施方案，在第六实施方案或第七实施方案中，
32、粘合层可以包括其中粘合性粘结剂团簇的粘合层区域和其中电极膜的一个表面暴露于外部的无粘合层区域。
33、根据第九实施方案，在第六实施方案至第八实施方案中的任一者中，
34、粘合层的根据以下等式1的开口率可以为25％或更小：
35、[等式1]
36、开口率(％)＝ao/ac×100
37、其中在等式1中，
38、ao表示无粘合层区域的面积，以及
39、ac表示粘合层区域的面积。
40、根据本公开的又一个方面，提供了以下实施方案的用于制造电极的方法。
41、根据第十实施方案的用于制造电极的方法包括以下步骤：
42、在包含电极活性材料和原纤化的电极粘结剂的自支撑电极膜的至少一个表面的至少一部分上形成粘合层，其中电极活性材料通过原纤化的电极粘结剂保持在一起，
43、其中粘合层包括其中粘合性粘结剂团簇的粘合层区域和其中电极膜的一个表面暴露于外部的无粘合层区域。
44、根据第十一实施方案，在第十实施方案中，
45、粘合层可以形成有25％或更小的开口率，所述开口率由以下等式1限定：
46、[等式1]
47、开口率(％)＝ao/ac×100
48、其中在等式1中，
49、ao表示无粘合层区域的面积，以及
50、ac表示粘合层区域的面积。
51、根据第十二实施方案，在第十实施方案或第十一实施方案中，
52、用于制造电极的方法还可以包括将集流体附接至电极膜的具有粘合层的一个表面使得集流体接触粘合层的步骤。
53、根据第十三实施方案，在第十实施方案至第十二实施方案中的任一者中，
54、形成粘合层的步骤可以通过非接触涂覆法进行。
55、根据第十四实施方案，在第十实施方案至第十三实施方案中的任一者中，
56、粘合层可以使用包含粘合性粘结剂的用于形成粘合层的组合物来形成，并且用于形成粘合层的组合物在25℃下的粘度可以为500cp或更小。
57、根据本公开的又一个方面，提供了以下实施方案的电化学装置。
58、根据第十五实施方案的电化学装置包括：
59、正极；负极；和介于正极与负极之间的分隔层；其中正极和负极中的至少一者为根据第六实施方案至第九实施方案中的任一者的电极。
60、有益效果
61、根据本公开的一个实施方案，
62、通过减小粘合层和电极活性材料层的位置偏差，可以有效地改善集流体与电极之间的粘合强度。
63、此外，可以提供表现出在电极活性材料层与集流体之间低的界面电阻并且具有预定水平或更高水平的电极粘合强度的电极，并且可以提供其制造方法。
64、此外，可以提供作为不使用溶剂形成电极活性材料层的干电极的具有改善的电性能的电极和包括其的电化学装置。