[发明专利]二次电池及其制造方法

说明书

本申请要求于2011年7月6日在韩国知识产权局提交的第10-2011-0066820号韩国专利申请的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用被包含于此。

技术领域

本公开涉及一种电极、一种包括该电极的二次电池和一种制造该二次电池的方法。

背景技术

通常，与一次电池不同，二次电池是可再充电电池。二次电池包括通过堆叠并卷绕正电极板、负电极板和设置在电极板之间的分隔件形成的电极组件。通常通过在正电极基体材料上涂覆正电极活性材料来形成正电极板，并且通常通过在负电极基体材料上涂覆负电极活性材料来形成负电极板。

在二次电池的充电/放电过程中，锂离子移动至正电极活性材料或负电极活性材料。然而，如果正电极活性材料或负电极活性材料不牢固地粘附到基体材料，则在二次电池的制造工艺过程中会去除正电极活性材料或负电极活性材料。活性材料的去除会导致裸电池的失效，裸电池的失效不仅会在二次电池的性能方面而且会在二次电池的稳定性方面导致严重问题。

发明内容

本发明的实施例的一方面涉及一种二次电池，该二次电池在基体材料和活性材料层之间具有包括碳材料的中间层，由此提高基体材料和活性材料层之间的粘附力。二次电池还可以减少需要混合在活性材料浆中的粘结剂的量。

根据本发明的一方面，一种二次电池包括：基体材料；中间层，包括碳材料并位于所述基体材料上；以及活性材料层，位于所述中间层上。

所述中间层还可以包括粘结剂。

所述碳材料可以从石墨、石墨烯纳米片和石墨烯中选择。

所述基体材料和所述活性材料层之间的粘附力可以为0.5gf/mm至5.0gf/mm。

所述中间层的厚度可以为0.2μm至5μm。

所述碳材料可以包括结晶区域和非晶区域。

所述碳材料的所述非晶区域可以是所述中间层的总碳的2％至50％。

所述基体材料可以是正极集流体。

所述粘结剂可以包括聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、脱乙酰壳多糖和丁苯橡胶(SBR)中的至少一种。

一种制造二次电池的方法包括：准备基体材料；在所述基体材料上涂覆碳和粘结剂的混合物，以形成中间层；以及在所述中间层上形成活性材料层。

可以通过丝网印刷或喷涂在所述基体材料上涂覆所述混合物。

根据本发明实施例的一方面，通过增大基体材料和活性材料之间的粘附力来减少或防止活性材料与基体材料的分离，由此改善二次电池的可靠性和寿命。此外，因为较少的粘结剂混合在活性材料浆中，所以可以提高二次电池的稳定性。

附图说明

附图与说明书一起对本发明的示例性实施例进行举例说明，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是示出在根据本发明实施例的二次电池中，在基体材料上形成中间层和活性材料层的工艺的剖视图。

图2是石墨的化学结构式。

图3A是石墨烯纳米片的化学结构式。

图3B是石墨烯纳米片的透射电子显微镜(TEM)照片。

图4是石墨烯的化学结构式。

图5是示出图3的石墨烯纳米片的X射线衍射(XRD)分析结果的曲线图。

图6是将本发明实施例的在中间层中具有石墨烯纳米片的电极与不包括碳中间层的电极在不同的C-倍率下的容量保持率进行比较的曲线图。

图7是将本发明实施例的在中间层中具有石墨烯纳米片的电极与不包括碳中间层的电极的相对于循环寿命的容量保持率进行比较的曲线图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，只是通过举例说明的方式仅示出并描述了本发明的特定示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的，在不脱离本发明的精神或范围的所有情况下，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述将被视为本质上举例说明性的而非限制性的。

另外，当元件被称作“在”元件“上”时，该元件可以直接在元件上，或者可以间接地在元件上，同时一个或多个中间元件设置在这两个元件之间。另外，当元件被称作“连接到”元件时，该元件可以直接连接到元件，或者可以间接地连接到元件，同时一个或多个中间元件设置在这两个元件之间。

在下文中，相同的标记表示相同的元件。在附图中，为了清楚起见，会夸大层的厚度或尺寸，因此，附图未必是按比例画出的。

图1是示出在根据本发明实施例的二次电池中，在基体材料上形成中间层和活性材料层的工艺的剖视图。