【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于锂二次电池的正极及其制造方法。本申请要求基于2022年6月28日提交的韩国专利申请第10-2022-0079042号和2023年6月27日提交的韩国专利申请第10-2023-0082429号的优先权。
技术介绍
1、近年来，锂二次电池不仅在诸如便携式电子设备等小型设备上得到了广泛的应用，而且在诸如混合动力或电动汽车的电池组或电源存储等大中型设备上也得到了广泛的应用。
2、这些锂二次电池是可充电和放电的发电机，由正极、隔膜和负极的层叠结构组成，其中正极一般包括作为正极活性材料的锂金属氧化物，并且负极包括诸如石墨之类的碳基负极活性材料。此外，锂二次电池具有其中充电时从正极释放的锂离子被吸收到负极的碳基负极活性材料中、放电时碳基负极活性材料中包含的锂离子被吸收到正极的锂金属氧化物中、并且反复充电和放电的结构。
3、决定锂二次电池性能的因素之一是正极和负极中包含的活性材料的容量比。每种电极活性材料的容量比可表示为n/p比。n/p比是通过考虑负极的每单位面积和/或每重量的容量得到的负极的总容量除以通过考虑正极的每单位面积和/或每重量的容量得到的正极的总容量，并且一般被控制为具有1或更大的值，因为它对电池的安全性和容量有重大影响。
4、然而，当制造正极和负极时，在包括活性材料的电极复合层的端部处引起滑动现象。因此，在正极和负极的每一端的n/p比很难得到一致的满足。特别是如果n/p比变得小于1时，当电池充电时，锂离子不能插入到负极活性材料中，并且在负极表面析出，形成枝晶。这种枝晶会导致
5、此外，在根据电极复合层的涂覆图案进行分切来生产电极以提高生产率时，存在经常出现n/p比反转现象的问题。为了防止这种情况，已经应用了常规方法以使负极复合层的涂覆宽度比正极复合层的涂覆宽度宽。然而，该方法的局限性在于，增加了用于形成负极复合层的浆料的量，增加了加工成本。此外，当负极浆料广泛应用于负极集电体时，所制造的负极的接线片部分变窄，不仅在对接线片进行切口(notching)或焊接时造成干扰问题，而且在诸如之字形堆叠等电极堆叠期间，难以控制电极的位置，限制了适用的电池型号。
6、因此，有必要开发一种电极技术，该电极技术能够被应用于具有更好的可加工性和生产率的各种型号的电池，同时更容易地控制正极和负极的n/p比。
7、[现有技术文献]
8、韩国专利公告号：10-2015-0028457
9、韩国专利公告号：10-2016-0125720
技术实现思路
1、技术问题
2、因此，本专利技术的目的是提供一种用于锂二次电池的电极及其制造方法，其能够容易控制正极和负极n/p比，同时具有高的可加工性和生产率，并适用于各种电池型号。
3、技术方案
4、为解决上述问题，
5、在一个示例性实施例中，本专利技术提供了一种用于锂二次电池的正极，包括：
6、正极集电体；
7、绝缘层，所述绝缘层设置在所述正极集电体的至少一侧上；以及
8、正极活性材料层，所述正极活性材料层设置在所述绝缘层上；
9、其中，所述绝缘层基于从设置有正极接线片的一侧横贯到未设置正极接线片的另一侧的横截面结构，被不连续地设置在所述正极集电体上，并且具有完全被所述正极活性材料层覆盖的结构。
10、这里，基于从设置有正极接线片的一侧横贯到未设置正极接线片的另一侧的横截面结构，所述正极活性材料层被划分为位于中心区域中并且具有恒定厚度的平坦部、位于所述平坦部的边缘处且具有厚度梯度的滑动部、以及位于所述平坦部与所述滑动部之间的边界部；其中，所述绝缘层位于所述滑动部和所述边界部中至少一个的内侧上。
11、此外，所述绝缘层具有基于从设置有正极接线片的一侧横贯到未设置正极接线片的另一侧的横截面结构的30mm或更小的长度。
12、此外，所述绝缘层具有相对于所述平坦部的平均厚度的30％或更小的厚度比。
13、此外，绝缘层包括：从由al2o3、cr2o3、tio2、sio2、zro2和fe2o3组成的组中选择的一种或多种金属氧化物；以及从由聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚偏二氟乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯橡胶、聚甲基丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯和丁苯橡胶组成的组中选择的一种或多种粘结剂。
14、此外，所述绝缘层包括50wt％或更少的金属氧化物；以及50wt％或更多的粘结剂。
15、此外，所述正极活性材料层的滑动部可以进一步包括在外侧上的辅助绝缘层。
16、此外，辅助绝缘层可以包括：从由al2o3、cr2o3、tio2、sio2、zro2和fe2o3组成的组中选择的一种或多种金属氧化物；以及从由聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚偏二氟乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯橡胶、聚甲基丙烯酸酯、聚乙酸乙烯和丁苯橡胶组成的组中选择的一种或多种粘结剂，其中辅助绝缘层中的金属氧化物和粘结剂可以与绝缘层中包括的金属氧化物和粘结剂相同或不同。
17、此外，在示例性实施例中，本专利技术提供了一种用于锂二次电池的正极的制造方法，包括：
18、形成设置在正极集电体的至少一侧上的绝缘层，以及
19、形成设置在已形成的绝缘层上的正极活性材料层；
20、其中，基于从设置有正极接线片的一侧横贯到未设置正极接线片的另一侧的横截面结构，所述绝缘层被沿所述正极集电体的行进方向图案化，并且被不连续地设置在所述正极集电体上，并且具有完全被所述正极活性材料层覆盖的结构。
21、在这里，可以使用槽模涂布机、槽喷嘴涂布机或凹版涂布机来形成绝缘层。
22、此外，可以使用包括金属氧化物和粘结剂的绝缘层涂层成分形成所述绝缘层，并且所述绝缘层涂层成分具有在25℃时1,000cps至10,000cps的粘度。
23、此外，所述活性材料层的形成可以是通过使用包括正极活性材料和粘结剂的正极浆料的湿法进行的；或者是通过使用包括正极活性材料和粘结剂的用于正极的膜的干法进行的。
24、此外，形成活性材料层可进一步包括在已形成的活性材料层的滑动部的外侧上形成辅助绝缘层。
25、此外，在示例性实施例中，本专利技术提供了一种用于锂二次电池的电极组件，包括根据上述专利技术的正极、负极以及设置在正极和负极之间的隔膜。
26、(有益效果)
27、根据本专利技术的用于锂二次电池的正极包括在正极集电体的至少一侧依次设置的绝缘层和正极活性材料层，但具有其中绝缘层被完全覆盖在正极活性材料层的边缘的内侧的横截面结构。因此，该正极易于控制正极活性材料层的边缘(或端部)的形状，并且显著降低了正极活性材料层的端部的每单位面积/每重量的容量。因此，该正极具有适用于各种电池型号的优点，因为当与负极组装时易于控制n/p比。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于锂二次电池的正极，包括：
2.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，
3.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，
4.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，
5.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，其中所述绝缘层包括：
6.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，其中所述绝缘层包括50wt％或更少的金属氧化物；以及50wt％或更多的粘结剂。
7.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，其中所述正极活性材料层的滑动部进一步包括基于从设置有正极接线片的一侧横贯到未设置正极接线片的另一侧的横截面结构在外侧上的辅助绝缘层。
8.根据权利要求7所述的用于锂二次电池的正极，其中所述辅助绝缘层包括：
9.一种用于锂二次电池的正极的制造方法，包括：
10.根据权利要求9所述的用于锂二次电池的正极的制造方法，其中使用槽模涂布机、槽喷嘴涂布机或凹版涂布机来形成所述绝缘层。
11.根据权利要求9所述的用于锂二次电池的正极的制造方法，其中使用包括金属氧
12.根据权利要求9所述的用于锂二次电池的正极的制造方法，其中所述活性材料层的形成是通过使用包括正极活性材料和粘结剂的正极浆料的湿法进行的；或者是通过使用包括正极活性材料和粘结剂的用于正极的膜的干法进行的。
13.根据权利要求9所述的用于锂二次电池的正极的制造方法，其中形成活性材料层进一步包括在已形成的活性材料层的滑动部的外侧上形成辅助绝缘层。
14.一种用于锂二次电池的电极组件，包括根据权利要求1所述的正极、负极以及设置在所述正极和所述负极之间的隔膜。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于锂二次电池的正极，包括：
2.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，
3.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，
4.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，
5.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，其中所述绝缘层包括：
6.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，其中所述绝缘层包括50wt％或更少的金属氧化物；以及50wt％或更多的粘结剂。
7.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极，其中所述正极活性材料层的滑动部进一步包括基于从设置有正极接线片的一侧横贯到未设置正极接线片的另一侧的横截面结构在外侧上的辅助绝缘层。
8.根据权利要求7所述的用于锂二次电池的正极，其中所述辅助绝缘层包括：
9.一种用于锂二次电池的正极的制造方法，包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜豪俊，金星明，李珉志，朴相奂，
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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