[发明专利]电极和包括该电极的二次电池

说明书

本发明涉及一种电极和包括该电极的二次电池，所述电极包括电极活性材料层，所述电极活性材料层包括电极活性材料和导电剂，所述导电剂包括：石墨烯；其中2至5,000个单壁碳纳米管单元彼此结合的碳纳米管结构；和炭黑，其中所述碳纳米管结构以0.01重量％至0.5重量％的量被包括在所述电极活性材料层中。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月4日提交的韩国专利申请第10-2019-0123261号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种包括电极和包括该电极的二次电池，所述电极包括电极活性材料层，所述电极活性材料层包括电极活性材料和导电剂，所述导电剂包括：石墨烯；其中2至5,000个单壁碳纳米管单元彼此结合的碳纳米管结构；和炭黑，其中所述碳纳米管结构以0.01重量％至0.5重量％的量被包括在所述电极活性材料层中。

背景技术

随着近来对移动装置的技术发展和需求增加，对作为能源的电池的需求已显著增加，并因此对能够满足各种需求的电池的各种研究已随之展开。特别地，作为用于这种装置的电源，已经积极地研究了具有优异的寿命特性和循环特性以及高能量密度的锂二次电池。

锂二次电池是指在电极组件中包括含锂离子的非水电解质的一种电池，所述电极组件包括：包括能够嵌入/脱嵌锂离子的正极活性材料的正极、包括能够嵌入/脱嵌锂离子的负极活性材料的负极、和设置在正极与负极之间的微孔隔板。

与此同时，由于电极的导电性不能仅藉由电极活性材料来确保，电池的电阻可能会过高，因此，电极通常还额外地包括导电剂。通常，主要使用诸如炭黑的点型导电剂，并且还已使用诸如碳纳米管和碳纳米纤维的线性导电剂，从而通过进一步提高导电性来提高电池容量。

单壁碳纳米管是线性导电剂中的一种，并且由于其薄且细长的形状而提高了电极活性材料层中的导电性。因此，通常，将单壁碳纳米管完全分散以制备包括单壁碳纳米管单元的分散体，其中单壁碳纳米管单元以单链形式存在，然后通过该分散体来制备电极浆料，并通过该电极浆料来制备电极活性材料层。因此，单壁碳纳米管以单元(单链)存在于电极活性材料层中。然而，当重复进行电池的充放电时，单壁碳纳米管单元的表面受损或者单壁碳纳米管单元破损，因此，存在难以在电极活性材料层中保持导电网络的局限性。因此，导电网络被阻塞或减少，并且这降低了电池的寿命特性。

为此，存在一种使用多壁碳纳米管以便在碳纳米管表面受损的情况下确保导电性的方法。然而，由于通过以结点生长而形成的结构，多壁碳纳米管在制备分散体期间被切成过短的长度，因此在改善电极的导电性方面存在局限性。

与此同时，诸如石墨烯的平面导电剂也具有优异的导电性，但是存在局限性，即难以生产具有较薄厚度的单层(single layer)的石墨烯，并且如果使用具有较厚厚度的石墨烯，则电池效率降低。此外，在平面导电剂的情况下，存在局限性，即由于宽泛的平面接触，电解质在电池中的迁移率受到限制。此外，石墨烯主要以覆盖电极活性材料的表面的形式存在，因此不适合在电极活性材料之间形成长的导电网络。

此外，当使用线性导电剂或平面导电剂时，存在局限性，即在卷绕电极的工序中电极活性材料容易受损。

因此，需要一种抑制电极活性材料的损坏、减小电极的电阻、并因此改善电池的寿命特性的方法。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种电极，该电极能够抑制电极活性材料的损坏并降低电极的电阻，从而改善电池的寿命特性。

本发明的另一方面提供了一种包括所述电极的二次电池

技术方案