[发明专利]含有PTC材料的二次电池电极的制造方法和由此方法制造的电极

说明书

本发明公开一种含有正温度系数(PTC，Positive Temperature Coefficient)材料的二次电池电极的制造方法，所述方法包括(a)将含有彼此混合的第一混合物和溶剂的第一浆料涂敷至平面集电器的一个表面，以在干燥之后生成PTC材料；(b)将含有彼此混合的第二混合物(包含电极活性材料)和溶剂的第二浆料涂敷至已涂覆于集电器的第一浆料(处于未干燥状态)；以及(c)将涂覆于集电器的第一浆料和第二浆料进行干燥。

技术领域

本申请案主张于2014年12月16日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2014-0181568的优先权，该申请案的公开在此以引用方式全部并入本文中。

本发明涉及一种含有正温度系数(PTC)材料的二次电池电极的制造方法以及由此方法制造的电极。

背景技术

化石燃料使用的快速增长已加速对于替代能源或清洁能源的需求，而且对于使用电化学发电以及电力存储的研究业已得到积极地推进。

使用这种电化学能量的电化学装置的一个典型实例是二次电池，其已越来越多地应用于各个领域中。

基于电池壳体的形状，二次电池分为将电极组件安装在圆柱形金属容器内的圆柱形电池、将电极组件安装在棱柱形金属容器内的棱柱形电池、以及将电极组件安装在由层压铝片制成的袋形壳体内的袋形电池。

基于电极组件的结构，电极组件分为包卷(卷绕)型电极组件或者堆叠型电极组件，所述电极组件构造为具有正极/隔膜/负极的结构，其构成二次电池。包卷型电极组件是通过使用电极活性材料涂布用作集电器的金属箔、干燥并压制所述金属箔、将所述金属箔切割为具有预定的宽度和长度的带的形式以形成正极和负极、以将隔膜置于正极和负极之间的状态堆叠正极和负极、以螺旋的模式卷绕所堆叠的正极、隔膜和负极而制造的。包卷型电极组件适用于圆柱形电池，然而，由于诸如电极活性材料的分离以及低空间利用之类的问题，难以将包卷型电极组件应用于棱柱形电池或袋形电池。另一方面，构造为具有多个单元正极和多个单元负极顺序地堆叠的结构的堆叠型电极组件具有易于将所述堆叠型电极组件配置到棱柱形中的优势。

此外，已发展出一种具有改进结构的堆叠/折叠型电极组件，其为包卷型电极组件和堆叠型组件的组合。堆叠/折叠型电极组件构造为具有其中布置有多个全电池或布置有多个双电池的结构，是利用长而连续的隔离膜进行折叠，所述全电池的每一个基本上具有正极/隔膜/负极的结构且具有预定的单元尺寸(full cell)，所述双电池的每一个基本上具有正极(或负极)/隔膜/负极(或正极)/隔膜/正极(或负极)的结构且具有预定的单元尺寸(bicell)。堆叠/折叠型电极组件的细节已在以本专利申请的申请人的名义递交的韩国专利申请No.2001-82058、No.2001-82059和No.2001-82060中公开。

同时，在具有高电导率的尖锐的针状导体(例如钉子)刺入电极组件的情形下，所述电极组件的正极和负极通过该针状导体彼此电连接，其结果是，电流流过该低电阻的针状导体。这时，针状导体所刺透的电极发生变形，并且由于电流接触到在正极活性材料和负极活性材料之间的电阻部分而产生了高电阻热。在电极组件中的温度由于该电阻热而超出临界温度水平的情形下，正极和负极由于隔膜的收缩而彼此接触，其结果是发生短路。这种短路会导致热失控现象。因此，电极组件以及包含该电极组件的二次电池可能着火或爆炸。

此外，在由针状导体所弄弯的电极活性材料或集电器与朝向该电极活性材料或集电器的相对电极接触的情形下，会产生比电阻热还高的热量，由此热失控现象可能进一步加速。这些问题在包含多个电极的双电池以及包含这种双电池的电极组件中可能更为严重。