用于锂二次电池的电极、制备该电极的方法及锂二次电池与流程

本发明涉及一种用于锂二次电池的电极、该电极的制备方法以及包括该电极的锂二次电池。

背景技术：

1、随着移动设备的发展和需求的增长，对作为电源的二次电池的需求正在迅速增加，并且因此，已经对能够满足各种需求的电池进行了许多研究。

2、通常，在电池的形状方面，对可以应用于厚度较小的产品(如手机)的柱形电池和袋形电池的需求很高，并且在材料方面，对诸如锂钴聚合物电池的具有高能量密度、高放电电压和高安全性的锂二次电池有很高的要求。

3、关于二次电池的主要研究项目之一是提高安全性。与电池安全性有关的事故的主要原因是由于正极和负极之间的短路而引起的异常高温状态的发生而导致的。换句话说，为了在正常情况下保持电绝缘，在正极和负极之间设置有隔膜。但是在电池过度充电或过度放电、由于电极材料或杂质的树枝状生长而出现内部短路、诸如钉子或螺丝钉之类的尖锐物体刺穿电池、或由于外力使电池过度变形的异常滥用情况下，仅常规隔膜存在局限性。

4、通常，由聚烯烃树脂组成的微孔膜主要用作隔膜，但该膜的耐热温度约为120℃至160℃，这意味着该膜的耐热性不足。因此，当发生内部短路时，存在如下问题：短路部分由于短路反应热引起的隔膜的收缩而膨胀，导致产生更多更高的反应热的热失控(thermalrunaway)。

5、另外，通常，通过将正极和负极切割成恒定的尺寸并且将切割后的电极逐层地交叠来制造柱形的二次电池。这里，因为在涂覆有聚合物电解质的正极或负极的边缘有一个非常小的针状尖锐部分，所以当电极堆叠时，该部分会具有细微的内部短路，从而对电池性能产生不利影响。特别地，由于当涂覆聚合物电解质时边缘比内部更不规则，因此由于涂覆不均匀而引起短路的可能性很高。另外，当在堆叠电极时上下电极层完全交叠时，在正极和负极之间可能发生短路。

6、如上所述，已经研究了各种用于减小电池(cell)变形、外部冲击或正极与负极之间物理短路的可能性的方法。

7、例如，为了防止由于电极组件的移动而使电极接头与电极组件的上部接触而导致完整的电池中的短路，使用一种将预定尺寸的绝缘带附接到与集流器的上部相邻的电极接头的方法。作为绝缘带，通常使用聚酰亚胺膜，并且通常建议绝缘带的缠绕从集流器的上部进行到略微向下延伸的长度。另外，为了防止展开，通常将带子缠绕约2至3次。

8、然而，绝缘带的缠绕非常复杂，并且当绝缘带从集流器的上部缠绕到稍微向下延伸的长度时，该部分可能导致电极组件的厚度增加。此外，存在如下问题：当电极接头弯曲时，带子易于展开。

9、韩国未审查专利申请公开no.10-2015-0031724公开了一种二次电池。

10、[现有技术文献]

11、[专利文献]

12、韩国未审查专利申请公开no.10-2015-0031724

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明旨在提供一种用于锂二次电池的电极，其在电池组件中的电极之间具有优异的绝缘性，并且在电极活性材料层与绝缘层之间具有优异的内聚强度(cohesivestrength)，从而提高了电池的质量和稳定性。

3、另外，本发明旨在提供一种用于锂二次电池的电极，其可以显著防止在电极活性材料层和绝缘层之间的交叠区域中在电极活性材料层和绝缘层中的每一层处发生腐蚀。

4、另外，本发明旨在提供一种用于制备锂二次电池的电极的方法，其可以提高电池组件中的电极之间的绝缘性以及电极活性材料层与绝缘层之间的内聚强度。

5、另外，本发明旨在提供一种锂二次电池，其包括用于锂二次电池的电极。

6、技术方案

7、本发明提供一种用于锂二次电池的电极，该用于锂二次电池的电极包括：电极集流器；电极活性材料层，该电极活性材料层形成在电极集流器上；以及绝缘层，该绝缘层形成在电极集流器上并且在部分区域中与电极活性材料层交叠。这里，当电极活性材料层与绝缘层不交叠的区域中的电极活性材料层的厚度为d1，并且电极活性材料层与绝缘层不交叠的区域中的绝缘层的厚度为d2时，d2/d1为0.02至0.4。

8、另外，本发明提供一种制备上述用于锂二次电池的电极的方法，该方法包括以下步骤：通过将活性材料浆复合物涂布在电极集流器上而形成未干燥的电极活性材料层；通过涂布用于形成绝缘层的复合物来形成未干燥的绝缘层，以在部分区域中与未干燥的电极活性材料层交叠；并且同时干燥未干燥的电极活性材料层和未干燥的绝缘层。

9、另外，本发明提供一种锂二次电池，该锂二次电池包括上述用于锂二次电池的电极。

10、有益效果

11、本发明的用于锂二次电池的电极包括绝缘层，该绝缘层具有与电极活性材料层交叠的区域，并且，通过控制绝缘层的厚度比，电池组装时的电极间绝缘性优异，并且电极活性材料层与绝缘层之间的内聚性优异，从而提高电池的质量和稳定性。

12、另外，用于锂二次电池的电极可以显著防止上述交叠区域中的绝缘层或电极活性材料层的腐蚀。

13、另外，根据上述本发明的用于锂二次电池的电极的制备方法，例如，同时干燥所涂布的未干燥的电极活性材料层和未干燥的绝缘层，从而提高电极活性材料层与绝缘层之间的内聚强度和可加工性。结果，可以提高用于锂二次电池的电极和包括该电极的锂二次电池的质量和稳定性。

技术特征：

1.一种用于锂二次电池的电极，该电极包括：

2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述电极活性材料层与所述绝缘层交叠的区域的长度为0.05mm至1.3mm。

3.根据权利要求1所述的电极，其中，所述电极活性材料层与所述绝缘层交叠的区域的长度为0.1mm至1mm。

4.根据权利要求1所述的电极，其中，在所述电极活性材料层与所述绝缘层交叠的区域中，所述绝缘层的厚度朝向所述电极活性材料层越来越小。

5.根据权利要求1所述的电极，其中，a0为3μm至20μm。

6.根据权利要求5所述的电极，其中，a为0.15μm以上且小于20μm。

7.根据权利要求1所述的电极，其中，在所述电极活性材料层与所述绝缘层不交叠的区域中，所述绝缘层的厚度d2为3μm至20μm。

8.根据权利要求1所述的电极，其中，在所述电极活性材料层与所述绝缘层不交叠的区域中，所述电极活性材料层的厚度d1为50μm至150μm。

9.根据权利要求1所述的电极，其中，在所述电极活性材料层与所述绝缘层交叠的区域中，所述电极活性材料层倾斜地形成。

10.一种制备权利要求1至9中任一项所述的用于锂二次电池的电极的方法，该方法包括以下步骤：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述活性材料浆复合物与所述用于形成所述绝缘层的复合物在25℃下的粘度差为5,000cp以下。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述用于形成所述绝缘层的复合物在25℃下的粘度为1,000cp至10,000cp。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述活性材料浆复合物在25℃下的粘度为5,000cp至15,000cp。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述用于形成所述绝缘层的复合物包括粘结剂和溶剂，并且

15.一种锂二次电池，该锂二次电池包括权利要求1至9中任一项所述的用于锂二次电池的电极。

技术总结本发明提供用于锂二次电池的电极、制备该电极的方法及锂二次电池。用于锂二次电池的电极包括：电极集流器；电极活性材料层，该电极活性材料层形成在电极集流器上；以及绝缘层，该绝缘层形成在电极集流器上并且在部分区域中与电极活性材料层交叠。这里，当电极活性材料层与绝缘层不交叠的区域中的电极活性材料层的厚度为d<subgt;1</subgt;，并且电极活性材料层与绝缘层不交叠的区域中的绝缘层的厚度为d<subgt;2</subgt;时，d<subgt;2</subgt;/d<subgt;1</subgt;为0.02至0.4。技术研发人员：朴成哲,李应周,郑求胜受保护的技术使用者：株式会社LG新能源技术研发日：技术公布日：2024/12/23