【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求于2022年1月28日在韩国提交的韩国专利申请第10-2022-0013757号和于2022年3月14日在韩国提交的韩国专利申请第10-2022-0031451号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容结合在此。本公开内容涉及一种通过将包括电极活性材料和电极粘合剂的多个颗粒堆积的干法制造的电极和一种包括该电极的电化学装置。
技术介绍
1、由于化石燃料的使用不断增加，对替代能源和清洁能源的使用需求不断增长，并且在这种情况下，在利用电化学产生和存储能源领域正在进行许多研究。利用电能和化学能的电化学装置的典型例子是二次电池，并且二次电池的应用范围正在逐渐扩大。作为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，而且用作电动汽车和混合动力电动汽车的动力源，作为被视为空气污染的主要原因之一的使用化石燃料的车辆(诸如汽油车和柴油车)的替代品，并且锂二次电池的应用范围正扩展到通过电网(grid)作为辅助电源。
2、最近，正在进行许多研究来开发使用多种电极活性材料的电池以改善电池性能。当通过共混多种电极活性材料形成单一电极活性材料层时，由于活性材料类型之间的干扰效应导致电池性能劣化。为了解决这个问题，已经提出了制造具有多个电极活性材料层的电极且每个电极活性材料层具有特定的功能以改善电极特性和电池性能的方法。
3、然而，采用常用的涂覆用于形成电极活性材料层的浆料的工艺的电极制造方法，难以达到提高多层电极的效果的目标。通过浆料涂覆方法的多层电极制造工艺由于工艺的特性，通常使用湿碰湿(wet on wet)工
4、为了解决这个问题，在包括单元电极活性材料层的堆叠的多层电极中，越来越需要一种电极，其中电极的上部的孔隙率被适当地维持并且避免上部电极活性材料和下部电极活性材料在层间界面处的混合以改善电解质润湿性或离子导电性。
技术实现思路
1、技术问题
2、本公开内容涉及提供一种用于电化学装置的多层电极，其在各层之间具有低的电极活性材料的混合。本公开内容进一步涉及提供一种电极上部具有较高孔隙率的多层电极。本公开内容进一步涉及提供一种包含颗粒的多层干电极，其在各层之间具有低的电极活性材料的混合并且在电极上部具有较高孔隙率。显然，本公开内容的这些和其他目的和优点可以通过所附权利要求中阐述的装置或方法及其组合来实现。
3、技术方案
4、本公开内容的第一方面涉及一种用于电化学装置的电极，所述电极包括集电器和位于所述集电器的至少一个表面上的电极活性材料层，
5、其中所述电极活性材料层包括单元电极活性材料层，所述单元电极活性材料层由包括电极活性材料和电极粘合剂的紧密堆积的颗粒制成，其中第一单元电极活性材料层至第n单元电极活性材料层从集电器的表面按顺序堆叠，其中n是2或更大的整数，
6、并且其中在所述电极活性材料层中包括的所述单元电极活性材料层中，设置在最顶侧的第n单元电极活性材料层的孔隙率最高。
7、根据本公开内容的第二方面，在第一方面中，n为3或更大且10或更小。
8、根据本公开内容的第三方面，在第一方面或第二方面中，所述第n单元电极活性材料层的孔隙率为40体积％以下，所述第n单元电极活性材料层存在于所述电极活性材料层中的最顶侧。
9、根据本公开内容的第四方面，在第一至第三方面的任一方面中，所述第一单元电极活性材料层的孔隙率为20体积％以上。
10、根据本公开内容的第五方面，在第一至第四方面的任一方面中，每个单元电极活性材料层随着其越远离所述集电器的表面而具有更高的孔隙率。
11、根据本公开内容的第六方面，在第一至第五方面的任一方面中，每个单元电极活性材料层包括多种类型的电极活性材料，并且包括在每个单元电极活性材料层中的多种电极活性材料的构成成分(类型)的组合是相同的，但是每个单元电极活性材料层中的每个构成成分之间的含量比是不同的。
12、根据本公开内容的第七方面，在第六方面中，包括在每个单元电极活性材料层中的颗粒包括多种类型的电极活性材料，并且对于每个单元电极活性材料层的颗粒中的多种电极活性材料的构成成分(类型)的组合是相同的，但是对于每个单元电极活性材料层中的每个颗粒的构成成分的含量比是不同的。
13、根据本公开内容的第八方面，在第一至第七方面的任一方面中，基于单元电极活性材料层的高度的1/2，每个单元电极活性材料层中的顶部100重量％中的电极粘合剂的量(重量％)与底部100重量％中的电极粘合剂的量(重量％)之差为10重量％以下。
14、根据本公开内容的第九方面，在第一至第八方面的任一方面中，n为3或更大，并且位于最底侧的所述第一单元电极活性材料层的孔隙率与位于最顶侧的所述第n单元电极活性材料层的孔隙率之间的差为5体积％至20体积％。
15、根据本公开内容的第十方面，在第一至第九方面的任一方面中，所述电极为负极，并且所述电极活性材料包括选自由天然石墨、人造石墨、锂(li)、硅(si)、锡(sn)、锂合金、硅合金、锡合金、硅氧化物、锡氧化物、含锂化合物、含硅化合物和含锡化合物构成的组中的至少一种。
16、根据本公开内容的第十一方面，在第一至第十方面的任一方面中，所述颗粒包括电极导电材料。
17、根据本公开内容的第十二方面，在第一至第十一方面的任一方面中，所述集电器在至少一个表面上具有底漆层，使得所述底漆层覆盖所述表面的全部或部分，并且所述底漆层包括导电材料和粘合剂。
18、本公开内容的第十三方面涉及一种用于制造电化学装置用的电极的方法，所述方法包括将用于所述电极的粉末涂覆在集电器的表面上并施加压力以形成具有预定厚度的层状结构的第一单元电极活性材料层，将额外的用于所述电极的粉末涂覆到在先前步骤中形成的每个单元电极活性材料层的表面上并施加压力以形成另一个单元电极活性材料层，并且重复该工序n-1次以制造包括n个单元电极活性材料层的电极，其中所述电极具有根据第一方面至第十二方面的任一方面中所述的电极的结构，并且n为2或更大的整数。
19、有益效果
20、根据本公开内容的电极是具有通过堆叠多个单元电极活性材料层而形成的多层结构的电极。所述电极是由紧密堆积在每个单元电极活性材料层中的包括电极活性材料的颗粒形成的，并且即使在每个单元电极活性材料层中使用不同类型的电极活性材料，在单元电极活性材本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电化学装置的电极，包括：
2.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中n为3或更大且10或更小。
3.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中所述第n单元电极活性材料层的孔隙率为40体积％以下，所述第n单元电极活性材料层存在于所述电极活性材料层中的最顶侧上。
4.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中所述第一单元电极活性材料层的孔隙率为20体积％以上。
5.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中每个单元电极活性材料层随着其远离所述集电器的表面而具有更高的孔隙率。
6.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中每个单元电极活性材料层包括多种类型的电极活性材料，并且包括在每个单元电极活性材料层中的多种电极活性材料的构成成分(类型)的组合是相同的，但是每个单元电极活性材料层中的每个构成成分之间的含量比是不同的。
7.根据权利要求6所述的用于电化学装置的电极，其中包括在每个单元电极活性材料层中的颗粒包括多种类型的电极活性材料，并且对于每个单元电极活性材料层的颗粒中的多种电极
8.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中基于所述单元电极活性材料层的高度的1/2，每个单元电极活性材料层中的顶部100重量％中的所述粘合剂的量(重量％)与底部100重量％中的所述粘合剂的量(重量％)之差为10重量％以下。
9.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中n为3或更大，并且位于最底侧的所述第一单元电极活性材料层的孔隙率与位于最顶侧的所述第n单元电极活性材料层的孔隙率之间的差为5体积％至20体积％。
10.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中所述电极为负极，并且所述电极活性材料包括选自由天然石墨、人造石墨、锂(Li)、硅(Si)、锡(Sn)、锂合金、硅合金、锡合金、硅氧化物、锡氧化物、含锂化合物、含硅化合物和含锡化合物构成的组中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中所述颗粒包括电极导电材料。
12.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中所述集电器在至少一个表面上具有底漆层，使得所述底漆层覆盖所述表面的全部或部分，并且所述底漆层包括导电材料和粘合剂。
13.一种用于制造电化学装置用的电极的方法，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于电化学装置的电极，包括：
2.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中n为3或更大且10或更小。
3.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中所述第n单元电极活性材料层的孔隙率为40体积％以下，所述第n单元电极活性材料层存在于所述电极活性材料层中的最顶侧上。
4.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中所述第一单元电极活性材料层的孔隙率为20体积％以上。
5.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中每个单元电极活性材料层随着其远离所述集电器的表面而具有更高的孔隙率。
6.根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极，其中每个单元电极活性材料层包括多种类型的电极活性材料，并且包括在每个单元电极活性材料层中的多种电极活性材料的构成成分(类型)的组合是相同的，但是每个单元电极活性材料层中的每个构成成分之间的含量比是不同的。
7.根据权利要求6所述的用于电化学装置的电极，其中包括在每个单元电极活性材料层中的颗粒包括多种类型的电极活性材料，并且对于每个单元电极活性材料层的颗粒中的多种电极活性材料的构成成分(类型)的组合是相同的，但是对于每个单元电极活性材料层中的每个颗粒的构成成...
【专利技术属性】
技术研发人员：金学允，林昶润，金容俊，朴文洙，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：
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