用于二次电池的正极及其制造方法技术

本发明专利技术提出了一种用于二次电池的正极，该正极包括正极集流体和在正极集流体上的正极混合物层，该正极包括：涂覆部分，在涂覆部分处以均匀厚度形成正极混合物层；未涂覆部分，其设置在正极集流体上的涂覆部分的至少一个边缘上且在未涂覆部分处未形成正极混合物层；以及缓冲部分，其位于涂覆部分和未涂覆部分之间，在缓冲部分处以小于涂覆部分的厚度的厚度形成正极混合物层。形成正极混合物层。

【技术实现步骤摘要】
用于二次电池的正极及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年10月29日提交的第10
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2020
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0142435号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及用于二次电池的正极及其制造方法，更具体地，涉及使不规则起皱(irregular wrinkling)或折叠(folding)、电极断裂等最小化的二次电池的正极结构体以及制造该正极结构体的方法。

技术介绍

[0004]可充电和放电的二次电池被广泛用作移动设备的能源或辅助电源设备。此外，二次电池作为电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(插电式HEV)等的电源而受到关注，这已被提出作为解决现有的使用化石燃料等的汽油车、柴油车等产生的空气污染的措施。近来，需要开发具有更高能量密度的二次电池以增加电动车的剩余燃油可行驶距离(distance
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empty)。
[0005]二次电池制造时将电极组件与电解液一起放入电极壳中。作为由正极、负极和隔膜组成的结构的电极组件根据制造方法分为堆叠型、折叠型和堆叠折叠型等。
[0006]需要一种将电极活性物质施加到金属集流体的一侧或两侧、通过干燥电极活性材料制造电极片、卷绕电极片以及将电极片切割成电极间隔单元(unit of an electrode interval)以制造电极组件的阴极和阳极的方法。
[0007]正极集流体由待涂覆正极活性物质的涂覆部分和沿涂覆部分的纵向设置在涂覆部分的两侧且未涂覆正极混合物层的未涂覆部分组成。将正极混合物层施加到集流体的涂覆部分并且将所施加的正极混合物层轧制(rolled)成期望的厚度。
[0008]对于轧制，电极片通常通过圆柱形轧辊连续轧制，并重复该过程以获得所需的电极厚度和电极密度。以高轧制比轧制电极以制造具有高能量密度的二次电池。
[0009]然而，当电极片由滚压辊轧制时，特别是当电极以高轧制比轧制时，很少有压力施加到集流体的未涂覆部分。因此，由于涂覆部分和未涂覆部分之间的集流体伸长率的差异，在集流体上产生波纹或褶皱，如果严重的话，则发生断裂。
[0010]当在电极上形成波纹或褶皱时，在正极混合物层和集流体之间容易产生间隙(gap)，并且该间隙会由于正极混合物层的分离而显著降低电极的性能。此外，如果波浪或褶皱严重，则整个电极在轧制过程中会断裂。当发生断裂时，生产率和产量可能会显著降低，如果严重的话，可能无法以所需的厚度进行轧制。
[0011]相关技术已经开发了通过IHA加热软化未涂覆部分来减小轧制过程中涂覆部分和未涂覆部分之间的伸长率差异的技术，但应提高IHA输出以充分解决断裂的问题。但是，在这种情况下，存在集流体过度软化而在焊接等后续工序中质量变差的问题。
[0012]因此，非常需要开发一种能够从根本上解决这个问题的技术。
[0013]相关技术文献
[0014](专利文献1)KR10
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2016
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0141448A

技术实现思路

[0015]本申请已致力于解决上述问题，并且本申请的目的是通过最小化涂覆部分和未涂覆部分之间的伸长率差异来优化轧制工艺后集流体纵向上的活性材料层的厚度，以及通过在轧制工艺前优化设计涂覆部分和未涂覆部分之间的缓冲部分(cushioning section)来最小化轧制过程中涂覆部分和未涂覆部分的伸长率(elongation)差异。
[0016]根据本申请实施方案的用于二次电池的正极，该正极包括正极集流体和在正极集流体上的正极混合物层，该正极包括：涂覆部分，在涂覆部分处以均匀厚度形成正极混合物层；未涂覆部分，其设置在正极集流体上的涂覆部分的至少一个边缘上且在未涂覆部分处未形成正极混合物层；以及缓冲部分，其位于涂覆部分和未涂覆部分之间，在缓冲部分处以小于涂覆部分的厚度的厚度形成正极混合物层。
[0017]在根据本专利技术实施方案的用于二次电池的正极中，缓冲部分的厚度可以从作为未涂覆部分和缓冲部分之间的边界的第一点(first point)朝向作为缓冲部分和涂覆部分之间的边界的第二点(second point)逐渐增加。
[0018]在根据本专利技术实施方案的用于二次电池的正极中，在缓冲部分中在第一点和第二点之间可以存在第三点(third point)，并且在缓冲部分中的第三点处的正极混合物层的厚度可以为涂覆部分中的正极混合物层厚度的30％
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80％。
[0019]在根据本专利技术实施方案的用于二次电池的正极中，第三点与第一点的间距可以为集流体上从第一点到第二点的长度的20％
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60％。
[0020]在根据本专利技术实施方案的用于二次电池的正极中，在缓冲部分中在第二点和第三点之间可以存在第四点(fourth point)，第三点处的正极混合物层的厚度可以为涂覆部分中的正极混合物层的厚度的20％
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50％，缓冲部分中的正极混合物层的厚度可以从第三点到第四点逐渐增加，并且第三点和第四点之间的厚度差可以为涂覆部分中的正极混合物层厚度的30％以内。
[0021]在根据本专利技术实施方案的用于二次电池的正极中，在缓冲部分中在第二点和第三点之间可以存在第四点，第三点处的正极混合物层的厚度可以为涂覆部分中的正极混合物层的厚度的50％
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60％，缓冲部分中的正极混合物层的厚度可以从第三点到第四点逐渐增加，并且第三点和第四点之间的厚度差可以为涂覆部分中的正极混合物层厚度的20％以内。
[0022]在根据本专利技术实施方案的用于二次电池的正极中，在缓冲部分中在第二点和第三点之间可以存在第四点，第三点处的正极混合物层的厚度可以为涂覆部分中的正极混合物层的厚度的60％
‑
70％，缓冲部分中的正极混合物层的厚度可以从第三点到第四点逐渐增加，并且第三点和第四点之间的厚度差可以为涂覆部分中的正极混合物层厚度的15％以内。
[0023]在根据本专利技术实施方案的用于二次电池的正极中，集流体上的第三点和第四点之间的距离可以为集流体上的第一点和第二点之间的距离的20％
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80％。
[0024]在根据本专利技术的实施方案的用于二次电池的正极中，集流体上的第一点和第三点
之间的距离可以为集流体上的第一点和第二点之间的距离的10％
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30％。
[0025]在根据本专利技术实施方案的用于二次电池的正极中，涂覆部分中的正极混合物层的密度为3.5g/cc(克/立方厘米)以上。
[0026]在根据本专利技术实施方案的用于二次电池的正极中，涂覆部分中的正极混合物层的负载(loading)为16.0mg/cm2以上。
[0027]在根据本专利技术实施方案的用于二次电池的正极中，正极集流体的厚度可以为15μm以下。
[0028]在根据本专利技术实施方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于二次电池的正极，所述正极包括正极集流体和在所述正极集流体上的正极混合物层，所述正极包括：涂覆部分，在所述涂覆部分处以均匀厚度形成所述正极混合物层；未涂覆部分，所述未涂覆部分设置在所述正极集流体上的所述涂覆部分的至少一个边缘上且在所述未涂覆部分处未形成所述正极混合物层；和缓冲部分，其位于所述涂覆部分和所述未涂覆部分之间，在所述缓冲部分处以小于所述涂覆部分的厚度的厚度形成所述正极混合物层。2.根据权利要求1所述的正极，其中，所述缓冲部分的厚度从作为所述未涂覆部分和所述缓冲部分之间的边界的第一点朝向作为所述缓冲部分和所述涂覆部分之间的边界的第二点逐渐增加。3.根据权利要求2所述的正极，其中在所述缓冲部分中在所述第一点和所述第二点之间存在第三点，并且所述缓冲部分中的第三点处所述正极混合物层的厚度为所述涂覆部分中的所述正极混合物层的厚度的30％
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80％。4.根据权利要求3所述的正极，其中所述第三点与所述第一点的间距为所述集流体上从所述第一点到所述第二点的长度的20％
‑
60％。5.根据权利要求2所述的正极，其中在所述缓冲部分中在所述第二点和所述第三点之间存在第四点，所述第三点处的所述正极混合物层的厚度为所述涂覆部分中的所述正极混合物层的厚度的20％
‑
50％，所述缓冲部分中的所述正极混合物层的厚度从所述第三点到所述第四点逐渐增加，并且所述第三点与所述第四点之间的厚度差为所述涂覆部分中的所述正极混合物层的厚度的30％以内。6.根据权利要求2所述的正极，其中在所述缓冲部分中在所述第二点和所述第三点之间存在第四点，所述第三点处的所述正极混合物层的厚度为所述涂覆部分中的所述正极混合物层的厚度的50％
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60％，所述缓冲部分中的所述正极混合物层的厚度从所述第三点到所述第四点逐渐增加，并且所述第三点与所述第四点之间的厚度差为所述涂覆部分中的所述正极混合物层的厚度的20％以内。7.根据权利要求2所述的正极，其中在所述缓冲部分中在所述第二点和所述第三点之间存在第四点，所述第三点处的所述正极混合物层的厚度为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东勋，金敏焕，梁眐珉，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，
类型：发明
国别省市：