包含多层电极活性材料层的电极和包含所述电极的二次电池制造技术

本发明专利技术涉及包含多层电极活性材料层的电极及包含所述电极的二次电池。根据本发明专利技术的实施方式包含具有多层电极活性材料层的电极，其中同等地保持形成所述电极活性材料层的活性材料的含量且在各层中的加载量彼此相同或不同，由此解决由粘合剂等的不均匀分散引起的电池电阻增加所造成的性能劣化的问题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求2011年5月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2011-0041438号的优先权，通过参考将其公开内容结合到本文中。本专利技术涉及包含多层电极活性材料层的电极及包含所述电极的二次电池，且更特别地，涉及通过以多层涂层的形式形成电极活性层用于均匀分散电极活性材料和粘合剂树脂来降低电池电阻、从而具有改善的性能的二次电池。
技术介绍
近来，随着电子设备的小型化和轻质化且通常使用便携式电子设备，积极进行了对于具有高能量密度的锂二次电池的研究。锂二次电池使用可能在负极和正极中进行锂离子的嵌入和脱嵌的材料，且通过在正极与负极之间填充有机电解质或聚合物电解质来制造。通过在锂离子嵌入到正极和负极中以及锂离子自正极和负极脱嵌期间进行的氧化和还原，可以产生电能。负极和正极可以包含在各电极的集电器上的电极活性材料层。例如，电极可以通过如下制造:通过混合电极活性材料、粘合剂和溶剂以及任选的导电材料和分散剂并搅拌而制备浆料，将由此获得的浆料涂布在由金属制成的集电器上，加压并干燥。粘合剂可以包含例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)等，且导电材料通常可以使用碳黑。一般来讲，负极和正极可以通过将电极浆料在各电极的集电器上涂布一次来获得。在这种情况下，在电极浆料中包含的粘合剂可能不会均匀地分散在涂布的电极活性材料层上，而是可能分散在电极活性材料层的表面。在这种情况下，粘合剂可能增加电池的电阻而使电池的性能劣化。该问题可能随着电极活性材料的加载量增加而加剧。因此，需要解决该缺点的方法以发展大容量的锂二次电池。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的在于解决上述缺点且提供其中粘合剂等不会分散在电极活性材料层的表面或不会从涂布在电极集电器上的电极活性材料层剥落、而是可以均匀地分散的电极，以及包含所述电极的二次电池。技术解决方案为了实现这些及其他优势，提供包含多层电极活性材料层的电极。在所述多层电极活性材料层中，在所述多层电极活性材料层的各层中电极活性材料的加载量可以彼此不同。另外，相对于电极集电器越往上的层，所述加载量越是增大。另外，相对于电极集电器越往上的层，所述加载量越是减小。另外，各层的加载量可以相同。另外，各层中的电极活性材料可以包含不同的电极活性材料成分。与在所述多层电极活性材料层的其他层中的电极活性材料相比，在与电极集电器接触的层中的电极活性材料可以具有更高的导电性。另外，与在所述多层电极活性材料层的其他层中的电极活性材料相比，在形成电极表面的层中的电极活性材料可以具有更高的导电性。另外，在所述多层电极活性材料层中，在与所述电极集电器接触的层中的电极活性材料可以与在形成所述电极表面的层中的电极活性材料相同。另外，在所述多层电极活性材料层的各层中的电极活性材料可以由相同的电极活性材料构成。另外，所述多层电极活性材料层中的各层可以包含导电材料。与在所述多层电极材料层的其他层中的电极活性材料相比，在与电极集电器接触的层中的电极活性材料可以包含更多量的所述导电材料。与在所述多层电极材料层的其他层中的电极活性材料相比，在形成所述电极表面的层中的电极活性材料可以包含更多量的所述导电材料。同时，所述电极可以是正极。在这种情况下，构成所述正极的多层正极活性材料的总加载量可以为540mg/25cm2 650mg/25cm2。同时，所述电极可以是负极。在这种情况下，构成所述负极的多层负极活性材料的总加载量可以为280mg/25cm2 340mg/25cm2。在本专利技术中还提供了包含所述电极的锂二次电池。在本专利技术中还提供了制造包含多层电极活性材料的电极的方法，其包括:(a)制备电极活性材料；(b)在电极集电器上涂布确定加载量的所述电极活性材料；(c)对涂布在所述电极集电器上的所述电极活性材料进行真空干燥；以及⑷重复步骤(b)和(c)n次(2 < η <5)。在这种情况下，所述步骤(b)中的所述确定加载量对于每次重复可以不同。另外，所述步骤(b)中的所述确定加载量可以是通过将所述电极活性材料的总量除以所述η而获得的加载量。在这种情况下，用于正极活性材料的所述电极活性材料的总量可以为540mg/25cm2 650mg/25cm2。另外，用于负极活性材料的所述电极活性材料的总加载量可以为280mg/25cm2 340mg/25cm2。有利效果根据本专利技术的例示性实施方式，可以在保持形成电极活性材料的活性材料的含量的同时，防止电极和包含所述电极的二次电池的体积和重量增加。另外，通过提供包含对于各层包含相同或不同加载量的多层电极活性材料层的电极，可使粘合剂均匀地分散在电极活性材料层中。因此，如上所述可以防止粘合剂在电极活性材料中的不均匀分散和剥落，且因此可以改善电极电阻的增加且可以改善包含所述电极的二次电池的性能。具体实施例方式在下文中，将更详细地描述本专利技术。本文所用的术语仅用于描述特定的例示性实施方式，并且不旨在限制本专利技术的构思。除非上下文另有明确说明，否则本文使用的单数形式也旨在包括复数形式。还应理解，当在本说明书中使用时，术语“包含”指定存在所说明的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其集合，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其集合。本专利技术的电极的特征在于电极包含多层电极活性材料层。另外，在本专利技术中还提供包含具有上述特征的电极的锂二次电池。在本专利技术的例示性实施方式中，所述电极可以为选自正极和负极中的至少一种。也就是说，在适当必要时，负极和/或正极两者都可以包含多层电极活性材料层，或者负极和/或正极中的一方可以包含多层电极活性材料层，而没有限制。本专利技术的特征在于，电极活性材料多重涂布在集电器上而形成如上所述的多层结构。通过将活性材料涂布成如上所述的多层结构，即使当一个电极活性层中的粘合剂分离或脱离到相应活性材料层的表面上时，粘合剂也可以整体均匀地分散在活性材料中。因此，粘合剂整体均匀地分散在电极活性材料中，且可以防止粘合剂从电极活性材料分离、由所述分离造成的施加至电极的电阻增加和电极的劣化现象等。也就是说，当将电极活性材料涂布成多层结构时，可以在不增加单独的装置或构造的情况下防止粘合剂从活性材料分离，且可以大大改善二次电池的功能。如上所述，在本专利技术中可以通过多重涂布而将电极活性材料以多层结构涂布在电极集电器上，且因此所述多层结构可以始终有利于在电极集电器上形成的单层活性材料层。因此，加载在电极集电器上的电极活性材料的量可以不限于特定的量。考虑到电池的外径，所使用的正极活性材料的放电容量，相应的正极的孔隙率、力口载厚度，影响集电器的物理性质的轧制密度等，仅当电极为正极时，且当正极活性材料的加载量为540mg/25cm2以上时，才可以优选通过多重涂布正极活性材料而将正极形成为多层结构。更优选地，当正极活性材料的总加载量为540mg/25cm2 650mg/25cm2时,可以优选通过多重涂布正极活性材料多于两次而将正极活性材料形成为多层结构。在这种情况下，在各层中正极活性材料的加载量可以相同或不同。然而，具有多层结构的正极活性材料可以具有均匀加载量的正极活性材料以便均匀分散。当在包含多层电极活性材料的电极的各层中电极活性材料的加载量不同时，在各层中的加载量可以是相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：成洛奇，柳德弦，具滋训，金正镇，沈慧琳，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：
国别省市：