[发明专利]用于锂二次电池的电极及其制造方法以及锂二次电池

说明书

本申请要求于2011年7月7日在韩国知识产权局提交的第10-2011-0067532号韩国专利申请的权益，该申请的公开内容通过引用被全部包含于此。

技术领域

一个或多个实施例涉及一种用于锂二次电池的电极、一种制造该电极的方法和一种包括该电极的锂二次电池。

背景技术

锂二次电池包括正极、负极、分隔件和电解质。在充电过程中，锂离子从正极脱嵌，并朝负极迁移，在放电过程中，锂离子从负极脱嵌，并返回到正极。正极和负极与电解质不引发任何化学反应。

通常，电极包括混合物，该混合物包括用于储存能量的活性材料、用于提供导电性的导电剂以及粘结剂。通常，作为用于正极的活性材料，使用锂过渡金属氧化物；作为用于负极的活性材料，使用碳质活性材料。为了制造电极，将混合物与溶剂混合，以制备浆料，然后将浆料在集流体上进行涂覆并干燥。在这种情况下，粘结剂改善导电剂的分散、活性材料颗粒之间的粘合力、活性材料与集流体之间的粘合力和活性材料与导电剂之间的粘合力、以及导电剂的导电率。

作为粘结剂，广泛地使用相对于有机电解液不溶的且化学稳定的基于氟的聚合物材料，例如聚偏二氟乙烯（PVdF）。

然而，如果使用基于氟的聚合物材料（例如，PVdF）作为粘结剂，则因为基于氟的聚合物材料的链缠结，所以粘结剂具有高溶胀比，溶胀比表示当电解液渗透到粘结剂中时粘结剂溶胀的程度。另外，由于链之间的相互作用，所以当使用纳米尺寸的活性材料和导电剂时，溶剂会单独地渗出。另外，溶胀的粘结剂导致活性材料颗粒之间的距离增加，由此增大了包括粘结剂的电极的电阻。

发明内容

一个或多个实施例包括一种用于锂二次电池的电极、一种制造所述电极的方法和一种包括所述电极的锂二次电池，在所述电极中，聚合物链较少地缠结，并且相对于电解液较小地溶胀。

附加方面将部分地在下面的描述中进行说明，并部分地根据该描述将是明显的，或者可以由提出的实施例的实施而明了。

根据一个或多个实施例，一种用于锂二次电池的电极包括：电极活性材料；以及复合物，包括粘土和插入在所述粘土的层之间的聚合物。

根据一个或多个实施例，一种制造用于锂二次电池的电极的方法包括：通过将粘土分散在第一溶剂中来制备粘土分散体；通过将所述粘土分散体与聚合物或聚合物溶液混合来制备复合物，其中，通过将所述聚合物溶于第二溶剂中来制备所述聚合物溶液；通过将电极活性材料加入到所述复合物并将所述电极活性材料与所述复合物混合来制备用于形成电极活性材料层的组合物；以及将所述组合物在集流体上进行涂覆并干燥，以形成电极活性材料层。

根据一个或多个实施例，一种制造用于锂二次电池的电极的方法包括：通过使用热处理将粘土和聚合物熔融；挤压熔融的产物，以形成复合物；通过将所述复合物溶于溶剂中、向其中加入电极活性材料并混合得到的混合物来制备用于形成电极活性材料层的组合物；以及将所述组合物在集流体上进行涂覆并干燥，以形成电极活性材料层。

根据一个或多个实施例，一种锂二次电池包括所述电极。

所述电极可以是正极。

附图说明

通过结合附图的实施例的以下描述，这些和/或其它方面将变得明显和更易于理解，在附图中：

图1是根据实施例的包括在用于锂二次电池的电极中的复合物的概念图；

图2是根据实施例的锂离子电池的示意图；

图3和图4示出了当对根据示例1和对比示例1制造的锂电池分别进行充电和放电时阻抗的变化；

图5是根据示例1和对比示例1制造的硬币电池的放电容量的曲线图；以及

图6是根据示例1和对比示例1制造的硬币电池的寿命特性的曲线图。

具体实施方式

现在将详细地参考实施例，在附图中示出了实施例的示例，在附图中相同的标记始终表示相同的元件。在这方面，当前实施例可以具有不同的形式，并且不应当被解释为局限于这里提出的描述。因此，下面通过参照附图仅描述了实施例，以解释当前描述的各方面。

根据实施例的电极包括电极活性材料和复合物，复合物包括粘土和插入在粘土的层之间的聚合物。

电极可以包括导电剂。

电极可以是正极。

图1是根据实施例的在活性材料层中包括的复合物10在复合物10溶胀之前和之后的概念图，其中，活性材料层包含在用于锂二次电池的电极中。

参照图1，复合物10包括聚合物11和粘土13，聚合物11插入在粘土13的层之间。

在图1中，聚合物11被引入到导电剂15。