包括具有改进的粘合强度的底涂层的集流体及其制造方法与流程

专利2026-06-10  2


本申请要求于2020年8月28日提交的韩国专利申请10-2020-0109410号的优先权,且该韩国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。本发明涉及包括底涂层的集流体及其制造方法,更具体而言,涉及一种包括具有改进的粘合力的底涂层的集流体及其制造方法。


背景技术:

1、近年来,能够充放电的二次电池被广泛用作无线移动设备的能源。另外,二次电池作为电动车辆、混合动力电动车辆等的能源已经引起了关注,这些车辆是针对使用化石燃料的现有汽油车和柴油车的空气污染而提出的解决方案。因此,由于二次电池的优点,目前使用二次电池的应用类型非常多样化,预计二次电池将在未来的许多领域和产品中得到应用。

2、根据电极和电解质的组成,此类二次电池可分为锂离子电池、锂离子聚合物电池、锂聚合物电池等,其中,锂离子聚合物电池的使用量正在增加,这种电池不太可能泄漏电解质,而且易于制造。通常,根据电池盒的形状,二次电池分为圆柱形电池和棱柱形电池(其中电极组件装入圆柱形或方形金属罐中)以及袋式电池(其中电极组件装入铝层压片制成的袋式盒中)。内置在电池盒中的电极组件由正极、负极和置于正极和负极之间的隔膜组成,并且是能够充电和放电的发电元件。电极组件分为卷绕隔膜的卷芯型,其中隔膜置于呈长片状且涂覆有活性材料的正极和负极之间,以及堆叠型,其中多个预定尺寸的正极和负极顺序堆叠,同时隔膜置于其间。

3、此外,用于这种二次电池的电极通常具有以下结构:电极活性材料层通过在集流体上涂覆含有电极活性材料的电极浆料、然后执行干燥和辊压过程而形成。在这种情况下,粘合剂包含在电极浆料中,但即使在这种情况下,也会因集流体和电极活性材料层之间的结合力减小而出现问题。

4、图1是示出常规技术的具有底涂层的电极和集流体的结构的截面图。参考图1,在常规电极1中,电极活性材料层5形成在集流体2上,但底涂层4可以形成在金属箔3上以形成集流体2,以防止集流体2和电极活性材料层5之间的粘合力减小。

5、然而,底涂层4可形成在金属箔3上,其通常形成方式为使用辊等将用于形成底涂层4的浆料涂覆在金属箔3上。在这种情况下,底涂层4的表面在涂覆后具有不均匀的形状。

6、同样,当底涂层4的表面具有不均匀形状时,如果随后通过在底涂层4上形成电极活性材料层5来制造电极1,则在电极活性材料层5和底涂层4之间会形成空间,从而导致电极界面之间的粘合力减小和电极性能(例如输出)劣化。

7、因此,需要技术发展来解决这一问题。


技术实现思路

1、[技术问题]

2、本发明的目的是提供一种在电极活性材料层和底涂层之间具有改进的粘合力的集流体及其制造方法。

3、[技术方案]

4、本发明实施方式的集流体包括:金属箔;和在所述金属箔的至少一个表面上形成的底涂层,其中,底涂层的表面具有因辊压而均匀地平面化的平坦表面。

5、在一个特定实例中,底涂层包含碳基材料和粘合剂。

6、在本发明的另一个实施方式中,金属箔的表面具有通过辊压底涂层而形成的不规则物。

7、在本发明的又一个实施方式中,本发明的集流体还包括形成在底涂层上的粘合剂层。

8、在一个特定实例中,粘合剂层包含碳基材料和粘合剂,并且粘合剂层的粘合剂含量大于底涂层的粘合剂含量。

9、在一个特定实例中,粘合剂层的厚度小于底涂层的厚度。

10、在一个特定实例中,粘合剂层可以以图案方式形成在底涂层的一部分上。

11、此外,本发明提供一种电极,所述电极包括如上所述的集流体,并且所述电极具有在如上所述的集流体上形成有电极活性材料层的结构。

12、此外,本发明提供一种制造如上所述的集流体的方法。本发明实施方式的制造集流体的方法包括:准备金属箔;通过在金属箔的至少一个表面上涂覆底涂组合物而形成底涂层;和辊压其上形成有底涂层的金属箔从而使底涂层的表面均匀地平面化。

13、在一个特定实例中,底涂组合物包含碳基材料和粘合剂。

14、在本发明的另一个实施方式中,通过辊压底涂层而在金属箔的表面上形成不规则物。

15、本发明又一实施方式的集流体的制造方法还包括:通过在底涂层上涂覆粘合剂组合物而形成粘合剂层。

16、在一个特定实例中,粘合剂组合物包含碳基材料和粘合剂,并且粘合剂组合物的粘合剂含量大于底涂组合物的粘合剂含量。

17、在一个特定实例中,粘合剂层的厚度小于底涂层的厚度。

18、在一个特定实例中,粘合剂组合物以图案方式涂覆在底涂层的一部分上。

19、此外,本发明提供一种制造电极的方法,包括如上所述的制造集流体的方法。制造电极的方法包括:根据如上所述的制造集流体的方法制造集流体,和将包含电极活性材料的电极浆料涂覆在集流体上从而形成电极活性材料层。

20、[有利效果]

21、根据本发明,在集流体上形成底涂层,并通过辊压底涂层,使底涂层的表面平面化,且可以使底涂层内的孔最小化。由此可以提高底涂层和电极活性材料层之间的界面粘合力,并且可以防止电极性能劣化。

22、此外,通过使集流体的厚度均匀,可以提高电极的生产率和加工性。



技术特征:

1.一种集流体,所述集流体包括:

2.如权利要求1所述的集流体,其中,所述底涂层包含碳基材料和粘合剂。

3.如权利要求1所述的集流体,其中,所述金属箔的表面中的所述不规则物是由构成所述底涂层的颗粒在所述辊压下挤压所述金属箔而形成的。

4.如权利要求1所述的集流体,所述集流体还包括在所述底涂层上形成的粘合剂层。

5.如权利要求4所述的集流体,其中,所述粘合剂层包含碳基材料和粘合剂,并且

6.如权利要求4所述的集流体,其中,所述粘合剂层的厚度小于所述底涂层的厚度。

7.如权利要求4所述的集流体,其中,所述粘合剂层以图案方式形成在所述底涂层的一部分上。

8.如权利要求1所述的集流体,其中,所述辊压在5mpa至200mpa、优选50mpa至100mpa的辊压强度下进行。

9.如权利要求1所述的集流体,其中,所述底涂层的辊压率为60%至80%,并且辊压后所述底涂层的孔隙率为5%以下。

10.一种电极,所述电极具有在权利要求1至9中任一项所述的集流体上形成有电极活性材料层的结构。

11.一种制造权利要求1至9中任一项所述的集流体的方法,所述方法包括:

12.一种制造电极的方法,所述方法包括:


技术总结
本发明涉及具有改进的粘合强度的集流体及其制造方法。所述集流体是包括金属箔和在金属箔的至少一个表面上形成的底涂层的结构,其中底涂层的表面是经辊压以变得均匀平坦的平坦表面。

技术研发人员:韩贤奎
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:2024/11/11
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