[发明专利]用于二次电池的负极的制造方法及包括负极的二次电池

说明书

本发明提供一种用于二次电池的负极的制造方法，其包括：(a)将含有负极活性物质、粘合剂和溶剂的用于负极的浆料组合物加热至低于溶剂的沸点(T_b)的温度；(b)将加热后的用于负极的浆料组合物涂布在集流体上；和(c)将所涂布的用于负极的浆料组合物冷却。

技术领域

本发明涉及一种用于二次电池的负极的制造方法和包括该负极的二次电池。

背景技术

近来，随着对例如移动设备的电子设备的需求的增加，用于增加电子设备的便携性的电化学电池(二次电池)的轻量化和小型化技术的开发已经得到了扩展。除此之外，随着全球对汽车燃油效率和尾气监管趋严的趋势，电动汽车(EV)市场的增长也加速了，因此需要开发用于此类电动汽车的高输出和大容量电池。

在这样的电化学电池(二次电池)中，通常，二次电池的电极通过如下方法制得：将通过将电极活性物质、导电材料和粘合剂在溶剂中彼此混合并且通过使用强剪切力将混合的电极活性物质、导电材料和粘合剂分散而制备的电极浆料涂布集流体上，然后干燥电极浆料。在这种情况下，当用于溶解粘合剂同时分散电极活性物质和导电材料的溶剂在干燥过程后残留时，溶剂会在二次电池中引起电化学副反应，从而对二次电池的性能产生不利影响。同时，由于在干燥过程中电极活性物质等的颗粒暴露于溶剂表面而产生的毛细管力导致溶剂从电极浆料层的内部流向电极浆料层的表面。结果，具有比电极活性物质相对更小的粒径的导电材料或粘合剂迁移，使得大量导电材料或粘合剂分布在电极表面上。导电材料和粘合剂的这种不均匀分布导致二次电池的电阻增加或基底(集流体)和电极活性物质层之间的粘合力降低。因此，为了解决上述问题，已经研究了通过降低电极浆料中的溶剂含量以增加电极浆料的粘度来抑制小颗粒(粘合剂和导电材料)在电极浆料中迁移同时降低二次电池中残留的溶剂含量的方法。然而，在降低电极浆料中溶剂的含量以增加电极浆料的粘度的情况下，电极浆料的流动性迅速降低，从而使得可加工性降低，制造出厚度不均匀的电极，并且电极中的集流体和电极活性物质层之间的粘合力降低。因此，需要进行研究和开发以解决由于高粘度溶剂(high-viscosity solvent)的流动性而导致基底的粘合力降低的问题，同时降低溶剂的含量。

发明内容

本发明的一个目的是解决在干燥含有负极活性物质、导电材料、粘合剂和溶剂的负极浆料时由于低粘度溶剂(low-viscosity solvent)的流动而导致的导电材料和粘合剂的迁移所引起的问题，即在通过将负极浆料涂布到集流体上并干燥负极浆料来形成负极活性物质层的过程中，集流体与负极活性物质层之间的粘合力降低的问题。

在一个一般方面，一种用于二次电池的负极的制造方法包括：(a)将含有负极活性物质、粘合剂和溶剂的用于负极的浆料组合物加热至低于溶剂的沸点(T_b)的温度；(b)将加热后的用于负极的浆料组合物涂布在集流体上；和(c)冷却所涂布的用于负极的浆料组合物。

基于100重量份的用于负极的浆料组合物，用于负极的浆料组合物中的固体含量可以为大于55重量份且85重量份以下。

用于负极的浆料组合物在加热前的粘度(A₁)可以为12000-70000cp。

用于负极的浆料组合物的加热温度(T)可以满足以下关系式1：

[关系式1]

0.3T_bT0.9T_b

其中T_b为溶剂的沸点。

冷却可以在10-30℃的温度下进行1-60秒。

用于负极的浆料组合物可以满足以下关系式2和关系式3：

[关系式2]

1.3≤A₁/A₂≤12

[关系式3]