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包含兩種粘合劑的正極活性材料漿料和由其制備的正極的制作方法

文檔序號:11161663閱讀:349來源:國知局
包含兩種粘合劑的正極活性材料漿料和由其制備的正極的制造方法與工藝
相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2014年10月2日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請10-2014-0133019號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益,其全部內(nèi)容通過參考并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及:正極(positiveelectrode)活性材料漿料,所述正極活性材料漿料以特定比例包含兩種不同類型的粘合劑并具有高的固體濃度和低的粘度;正極,所述正極包含由所述正極活性材料漿料形成的正極活性材料層;以及鋰二次電池,所述鋰二次電池包含所述正極。
背景技術(shù)
:隨著近期諸如包括電子工業(yè)和移動通信的各種信息通信的通信工業(yè)的快速發(fā)展,并且響應(yīng)對質(zhì)輕、薄、短且小的電子設(shè)備的需求,已經(jīng)廣泛使用:便攜式電子產(chǎn)品如膝上型計算機(jī)、上網(wǎng)本、平板PC、移動電話、智能電話、PDA、數(shù)字照相機(jī)和攝像機(jī),以及通信終端設(shè)備。因此,對電池的開發(fā)、這些設(shè)備的驅(qū)動電源的興趣也在增加。另外,隨著氫電動車輛、混合動力車輛和燃料電池車輛等電動車輛的發(fā)展,對具有高性能、高容量、高密度、高輸出和高穩(wěn)定性的電池的開發(fā)的興趣顯著增長,且具有快速充放電倍率性能的電池的開發(fā)也已成為一個大問題。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電池根據(jù)基本組成材料的類型和特性而分為原電池、二次電池、燃料電池、太陽能電池等。其中,如在錳電池、堿性電池和汞電池中,原電池通過不可逆反應(yīng)產(chǎn)生能量,并且盡管容量高,但具有不可能再循環(huán)的缺點,并因此造成諸如能量低效和環(huán)境污染的各種問題。二次電池包括鉛蓄電池、鎳-金屬氫化物電池、鎳-鎘電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、鋰金屬電池等,并且具有可再循環(huán)的優(yōu)點,因為二次電池作為能夠使用化學(xué)能與電能之間的可逆相互轉(zhuǎn)換來重復(fù)充電和放電的化學(xué)電池而通過可逆反應(yīng)運行。在這種二次電池中,對鋰二次電池進(jìn)行了積極研究,且鋰二次電池具有正極、負(fù)極(negativeelectrode)、隔膜和電解質(zhì)的基本構(gòu)造。正極和負(fù)極是其中發(fā)生諸如氧化/還原和能量存儲的能量轉(zhuǎn)換,并且各自具有正電位和負(fù)電位的電極。隔膜設(shè)置在正極與負(fù)極之間以保持電絕緣,并且提供電荷的轉(zhuǎn)移通道。此外,電解質(zhì)在電荷轉(zhuǎn)移中發(fā)揮介質(zhì)的作用。同時,正極可以通過在正極集電器上涂布包含正極活性材料的正極活性材料漿料并對制得物進(jìn)行干燥來制備,且本文中,正極活性材料漿料是通過將粘合劑和有機(jī)溶劑添加到正極活性材料中并對制得物進(jìn)行混合而得到的具有流動性的混合物。諸如容量的鋰二次電池的電池性能最受所使用的正極活性材料的影響。為了提高電池性能,需要將正極活性材料以適當(dāng)高的值裝載,并且還需要在集電器上形成為具有均勻且穩(wěn)定厚度的層。為了實現(xiàn)這種目的,控制正極活性材料漿料的固體含量、粘度等是重要的。特別地,當(dāng)使用磷酸鐵鋰類正極活性材料時,磷酸鐵鋰類正極活性材料的粒度小且具有寬的碳涂布的比表面積,并因此包含所述材料的正極活性材料漿料中的固體濃度低(約45%的固體),并且為了實現(xiàn)上述目的,添加大量的有機(jī)溶劑(例如NMP)以適當(dāng)調(diào)節(jié)粘度。然而,當(dāng)大量使用有機(jī)溶劑時,由于即使在干燥后也會存在未干燥的部分,因此高的裝載量是不可能的,并且由于諸如干燥時間的處理時間的增加而導(dǎo)致生產(chǎn)率下降。另外,在儲存正極活性材料漿料時,漿料的相穩(wěn)定性降低,并因此在使用所述漿料形成正極活性材料層時有可能發(fā)生厚度和裝載量的變化,并且由于有機(jī)溶劑的有害性,可能發(fā)生環(huán)境不友好的問題。鑒于上述情況,本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)確定,在研究通過增加正極活性材料漿料中的固體濃度而能夠減少有機(jī)溶劑的量、減少有害物質(zhì)的正極活性材料漿料時,通過以特定比例混合氟類粘合劑和丁二烯橡膠類粘合劑并將制得物用作磷酸鐵鋰類正極活性材料中的粘合劑,可以提高正極活性材料漿料中的固體含量,從而完成了本發(fā)明。技術(shù)實現(xiàn)要素:技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供正極活性材料漿料,所述正極活性材料漿料以特定比例包含兩種不同類型的粘合劑并且具有高的固體濃度和低的粘度。本發(fā)明的另一個目的是提供一種正極,所述正極包含由所述正極活性材料漿料形成的正極活性材料層。本發(fā)明的又一個目的是提供一種鋰二次電池,所述鋰二次電池包含正極、負(fù)極和設(shè)置在所述正極與所述負(fù)極之間的隔膜。技術(shù)方案鑒于上述,本發(fā)明的一個方面提供正極活性材料漿料,所述正極活性材料漿料包含正極活性材料、第一粘合劑、第二粘合劑和有機(jī)溶劑,其中所述第一粘合劑是氟類粘合劑,所述第二粘合劑是丁二烯橡膠類粘合劑,并且所述第一粘合劑和所述第二粘合劑的重量比為9:1~7:3。本發(fā)明的另一方面提供一種正極,所述正極包含由所述正極活性材料漿料形成的正極活性材料層。本發(fā)明的又一方面提供一種鋰二次電池,所述鋰二次電池包含正極、負(fù)極和設(shè)置在所述正極與所述負(fù)極之間的隔膜。有益效果根據(jù)本發(fā)明的正極活性材料漿料以特定的比例包含兩種不同類型的粘合劑,并因此能夠在降低有機(jī)溶劑的含量的同時,由于高固體濃度和低粘度而容易地實現(xiàn)高裝載量,且即使在長期保存時正極活性材料漿料的相穩(wěn)定性仍可以是優(yōu)異的。此外,因為能夠減少使用的高度有害有機(jī)溶劑的量,所以漿料可以相對環(huán)境友好,并且由于成本降低而能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。另外,通過根據(jù)本發(fā)明的包含由所述正極活性材料漿料形成的正極活性材料層的正極,正極活性材料層的厚度恒定且能夠顯著降低裝載量的變化,并因此包含所述正極的鋰二次電池的性能可以是優(yōu)異的。附圖說明本說明書中的附圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案,并且與本發(fā)明的上述內(nèi)容一起起到進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)理念的作用,并因此本發(fā)明不應(yīng)解釋為限于附圖中的說明。圖1是顯示對根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的鋰二次電池的C倍率容量特性進(jìn)行比較和分析的結(jié)果的圖。圖2是顯示對根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的鋰二次電池的壽命特性進(jìn)行比較和分析的結(jié)果的圖。圖3是顯示對根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的鋰二次電池的電極薄層電阻特性進(jìn)行比較和分析的結(jié)果的圖。具體實施方式在下文中,為了闡明本發(fā)明,將對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語或詞匯不應(yīng)受限地解釋為普通或詞典的含義,而是應(yīng)在發(fā)明人可以對術(shù)語的概念進(jìn)行適當(dāng)定義從而以最佳可能方式解釋本發(fā)明的原則的基礎(chǔ)上,解釋為與本發(fā)明的技術(shù)理念相對應(yīng)的含義和概念。本發(fā)明提供一種正極活性材料漿料,所述正極活性材料漿料具有低含量的有機(jī)溶劑,所述有機(jī)溶劑是有害物質(zhì),所述正極活性材料漿料由于高固體濃度和低粘度而能夠具有高裝載量,并且具有優(yōu)異的相穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的正極活性材料漿料包含正極活性材料、第一粘合劑、第二粘合劑和有機(jī)溶劑,其中所述第一粘合劑是氟類粘合劑,所述第二粘合劑是丁二烯橡膠類粘合劑,且所述第一粘合劑與所述第二粘合劑的重量比為9:1~7:3。另外,根據(jù)本發(fā)明的正極活性材料漿料的固體濃度為55~65%,且粘度為5000cps~20000cps。根據(jù)本發(fā)明的正極活性材料漿料在包含后述的磷酸鐵鋰類正極活性材料的同時以特定的比例包含兩種不同類型的粘合劑,并因此可以容易地形成正極活性材料,這是因為所使用的有機(jī)溶劑的量可以降低,并且可以展示上述的固體濃度和粘度性質(zhì)。正極活性材料可以是由如下化學(xué)式1表示的磷酸鐵鋰類正極活性材料:[化學(xué)式1]Li1+aFe1-xMx(PO4-b)Xb在化學(xué)式1中,M為Al、Mg、Ni、Co、Mn、Ti、Ga、V、Nb、Zr、Ce、In、Zn、Y或它們的組合,X為F、S、N或它們的組合,a為-0.5≤a≤0.5,b為0≤b≤0.1,且X為0≤x≤0.5。優(yōu)選地,正極活性材料可以是LiFePO4、LiFeMnPO4、LiFeMgPO4、LiFeNiPO4、LiFeAlPO4或LiFeCoNiMnPO4。相對于正極活性材料漿料的總固體含量,正極活性材料可以以50重量%~65重量%的量被包含。具體地,磷酸鐵鋰類正極活性材料通常粒度小且碳涂布的比表面積寬,因此包含含有所述材料的正極活性材料漿料的固體濃度低,并因此添加大量的有機(jī)溶劑以將粘度調(diào)節(jié)至適于形成正極活性材料層的水平。因此,正極活性材料漿料中正極活性材料的含量相對低且有機(jī)溶劑的含量高,且結(jié)果是,由于在高裝載量時產(chǎn)生未干燥部分而不能實現(xiàn)高裝載量,由于干燥工藝時間增加而導(dǎo)致生產(chǎn)率下降,并且由于漿料的相穩(wěn)定性降低而在由正極活性材料漿料形成的正極活性材料層中可能發(fā)生厚度和裝載量的變化。將第一粘合劑和第二粘合劑混合并用于如上所述的根據(jù)本發(fā)明的正極活性材料漿料中,所述正極活性材料漿料通過增加所述正極活性材料漿料中的總固體濃度來降低粘度,并可以降低作為有害物質(zhì)的有機(jī)溶劑的用量,同時與現(xiàn)有正極活性材料漿料相比,正極活性材料的含量(基于固體)相對增加,并因此可以解決諸如上述的問題。第一粘合劑起到提高正極活性材料漿料中的正極活性材料層與正極活性材料層之間、以及正極活性材料層與正極集電器之間的膠粘強(qiáng)度的作用,并且所述第一粘合劑可以是氟類粘合劑。具體地,所述第一粘合劑可以是選自如下物質(zhì)中的一種或多種類型的物質(zhì):聚偏二氟乙烯(PVDF)、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-共-HEP)、三氟氯乙烯(CFTF)和聚四氟乙烯(PTFE)。優(yōu)選地,第一粘合劑可以是聚偏二氟乙烯。第二粘合劑在正極活性材料漿料中起到分散劑的作用,且相對于總共100重量份的正極活性材料漿料,可以以20重量份~30重量份的量包含所述第二粘合劑。第二粘合劑可以是丁二烯橡膠類粘合劑,且具體地,所述第二粘合劑可以是丁苯橡膠、丁腈橡膠或它們的組合。另外,根據(jù)本發(fā)明的第一粘合劑和第二粘合劑可以以9:1~7:3的重量比包含在如上所述的正極活性材料漿料中,且優(yōu)選的重量比可以為8:2~7:2。當(dāng)?shù)谝徽澈蟿┡c第二粘合劑的重量比在9:1以外且第一粘合劑的比例進(jìn)一步增加時,包含第一粘合劑和第二粘合劑的正極活性材料漿料中固體濃度的增加程度不顯著,并且可能不能獲得由固體濃度增加所帶來的效果。同時,在第一粘合劑與第二粘合劑的重量比在7:3以外且第一粘合劑的比例進(jìn)一步降低時,包含第一粘合劑和第二粘合劑的正極活性材料漿料的變得粘度過低,且當(dāng)將正極活性材料漿料涂布在正極集電器上時,涂層可能變得不穩(wěn)定。所述有機(jī)溶劑可以是N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)或它們的組合。同時,根據(jù)本發(fā)明的正極活性材料漿料可以還包含導(dǎo)電劑。本文中,導(dǎo)電劑沒有特別限制,只要其具有導(dǎo)電性而不引起與相應(yīng)電池的其它組分的副反應(yīng)即可,且其實例可包括:石墨如天然石墨或人造石墨;炭黑如炭黑(super-p)、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、爐法炭黑、燈黑或熱裂法炭黑;導(dǎo)電纖維如碳纖維或金屬纖維;金屬粉末如氟碳化合物、鋁粉或鎳粉;導(dǎo)電晶須如氧化鋅或鈦酸鉀;導(dǎo)電金屬氧化物如氧化鈦;導(dǎo)電材料如聚亞苯基衍生物等。導(dǎo)電劑可以以相對于正極活性材料的總重量為0.05重量%~5重量%的量使用,但所述量不限于此。另外,除了上述活性組分(正極活性材料、第一粘合劑、第二粘合劑和有機(jī)溶劑)之外,根據(jù)本發(fā)明的正極活性材料漿料可以根據(jù)需要還包含諸如填料的添加劑。填料是抑制正極的膨脹的組分,其可以根據(jù)需要使用,并且沒有特別限制,只要其是在相應(yīng)的電池中不引起化學(xué)變化的纖維材料即可,且其實例可以包括:烯烴類聚合物如聚乙烯或聚丙烯;或纖維材料如玻璃纖維或碳纖維。另外,本發(fā)明提供一種正極,所述正極包含由所述正極活性材料漿料形成的正極活性材料層。根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的正極中包含的正極活性材料層由正極活性材料漿料形成,并因此所述正極活性材料層可以具有恒定的厚度,并且正極活性材料在整個正極上的裝載量的變化可以明顯降低。根據(jù)本發(fā)明的正極可以通過將正極活性材料漿料涂布在正極集電器的至少一個表面上,并對制得物進(jìn)行干燥來制備。正極集電器通??梢允褂煤穸葹?μm~500μm的正極集電器,并且沒有特別限制,只要其具有高電導(dǎo)率而在相應(yīng)的電池中不誘發(fā)化學(xué)變化即可。例如,可以使用如下物質(zhì):不銹鋼,鋁,鎳,鈦,燒結(jié)碳,或表面經(jīng)碳、鎳、鈦、銀等處理的鋁或不銹鋼。涂布沒有特別限制,且可以使用本領(lǐng)域公知的方法來實施,且例如可以通過在正極集電器的至少一個表面上噴涂或分布正極活性材料漿料,并然后使用刮刀等均勻地分散漿料來實施。除了該方法之外,還可以使用諸如壓鑄、逗號涂布和絲網(wǎng)印刷的方法。干燥沒有特別限制,但可以通過在真空烘箱中于50℃~200℃下在一天內(nèi)進(jìn)行熱處理來實施。本文中,熱處理可以包括直接加熱和諸如熱空氣干燥的間接加熱兩者。此外,本發(fā)明提供一種包含所述正極的鋰二次電池。根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的鋰二次電池包含正極、負(fù)極、設(shè)置在正極與負(fù)極之間的隔膜、和電解質(zhì)。負(fù)極可以通過在負(fù)極集電器的至少一個表面上涂布負(fù)極活性材料漿料,并對制得物進(jìn)行干燥來制備,且本文中,除了負(fù)極活性材料之外,負(fù)極活性材料漿料可以還包含諸如粘合劑、導(dǎo)電劑和填料的添加劑。對負(fù)極活性材料沒有特別限制,且可以使用本領(lǐng)域中公知的能夠嵌入并脫嵌鋰離子的碳材料、鋰金屬、硅、錫等。優(yōu)選使用碳材料,且可以將低結(jié)晶碳和高結(jié)晶碳兩者都用作所述碳材料。低結(jié)晶碳可以包括軟碳和硬碳,且高結(jié)晶碳可以包括天然石墨、漂浮石墨、熱解碳、中間相瀝青基碳纖維、中間相碳微球、中間相瀝青和高溫?zé)Y(jié)碳如石油或煤焦油瀝青衍生的焦炭。負(fù)極集電器可以與上述正極集電器相同或包含在其中,導(dǎo)電劑和填料可以與上述那些相同,并且根據(jù)需要可以使用有機(jī)溶劑。本文中,有機(jī)溶劑可以與上述有機(jī)溶劑相同。粘合劑可以是選自如下物質(zhì)中的一種或多種類型的物質(zhì):偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVBF-共-HEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、三氟氯乙烯(CTFE)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素(CMC)、淀粉、羥丙基纖維素、再生纖維素、聚乙烯基吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸、乙烯-丙烯-雙烯單體(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡膠(SBR)和氟橡膠。涂布和干燥可以與上述相同。隔膜可以是具有高離子透過性和機(jī)械強(qiáng)度的絕緣薄膜,并且通常可以具有0.01μm~10μm的孔徑和5μm~300μm的厚度。作為這種隔膜,可以單獨或作為其層壓物使用多孔聚合物膜,例如用聚烯烴類聚合物如乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物和乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物制備的多孔聚合物膜,或者可以使用普通的多孔無紡布,例如由高熔點玻璃纖維、聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維等制成的無紡布,然而,所述隔膜不限于此。另外,電解質(zhì)沒有特別限制,且可以包含通常用于電解質(zhì)中的有機(jī)溶劑和鋰鹽。鋰鹽的陰離子可以是選自如下中的一種或多種類型的陰離子:F-、Cl-、I-、NO3-、N(CN)2-、BF4-、ClO4-、PF6-、(CF3)2PF4-、(CF3)3PF3-、(CF3)4PF2-、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3-、CF3CF2SO3-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3CO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3-、CF3CO2-、CH3CO2-、SCN-和(CF3CF2SO2)2N-。有機(jī)溶劑的典型實例可以包括選自如下中的一種或多種類型的物質(zhì):碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯、二甲基亞砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、碳酸亞乙烯酯、環(huán)丁砜、γ-丁內(nèi)酯、亞硫酸亞丙酯和四氫呋喃。特別地,在碳酸酯類有機(jī)溶劑中,可以優(yōu)選使用作為環(huán)狀碳酸酯的碳酸亞乙酯和碳酸亞丙酯,因為它們作為高粘度有機(jī)溶劑具有高介電常數(shù),并且容易在電解質(zhì)中解離鋰鹽,并且當(dāng)將這種環(huán)狀碳酸酯與具有低粘度和低介電常數(shù)的鏈狀碳酸酯如碳酸二甲酯和碳酸二乙酯以適當(dāng)比例混合并加以使用時,能夠制備具有高電導(dǎo)率的電解液,這是更優(yōu)選的。另外,為了改善充放電特性、阻燃性等,根據(jù)需要,電解質(zhì)可以還包含吡啶、亞磷酸三乙酯、三乙醇胺、環(huán)醚、乙二胺、正乙二醇二甲醚、六磷酸三酰胺、硝基苯衍生物、硫、醌亞胺染料、N-取代的唑烷酮、N,N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、銨鹽、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化鋁等。在一些情況下,可以進(jìn)一步添加諸如四氯化碳或三氟乙烯的含鹵素溶劑以提供不燃性,并且可以進(jìn)一步包含二氧化碳?xì)怏w以提高高溫儲存性能,并且還可以包含氟代碳酸亞乙酯(FEC)、丙烯磺內(nèi)酯(PRS)、氟代碳酸亞丙酯(FPC)等。本發(fā)明的鋰二次電池可以通過如下操作來制造:通過將隔膜設(shè)置在正極與負(fù)極之間來形成電極組件;將電極組件放置在圓筒型電池殼或方形電池殼內(nèi);并然后將電解質(zhì)注入所述殼中。或者,本發(fā)明的鋰二次電池也可以通過如下操作來制造:層壓電極組件;將電極組件浸入電解質(zhì)中;并將得到的制得物放置在電池殼中并密封所述制得物。作為本發(fā)明中使用的電池殼,可以選擇本領(lǐng)域中通常使用的電池殼,并且鋰二次電池的外觀不受用途限制,并且可以包括圓柱型、方形、袋型或者使用罐的硬幣型等。根據(jù)本發(fā)明的鋰二次電池可以用于用作小型裝置的電源的電池單元中,但是也可以優(yōu)選用作包含多個電池單元的中型至大型電池模塊中的單元電池。中型到大型裝置的優(yōu)選實例可以包括電動車輛、混合動力電動車輛、插電式混合動力電動車輛、用于電力存儲的系統(tǒng)等,但不限于此。在下文中,將參考如下實施例和試驗例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。然而,如下實施例和試驗例僅用于示例性實例,并且本發(fā)明的范圍不限于此。在下文中,將參考實施例和試驗例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。然而,如下實施例和試驗例僅用于示例性實例,并且本發(fā)明的范圍不限于此。實施例11)制備正極活性材料漿料通過將聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、丹卡黑(denkablack)和NMP添加到LiFePO4中,并將制得物混合,制備正極活性材料漿料。本文中,聚偏二氟乙烯和丁苯橡膠以8:2的重量比使用。制備的正極活性材料漿料的固體濃度為64%且粘度為19500cps。2)制造鋰二次電池將制備的正極活性材料漿料涂布在厚度為20μm的鋁薄膜上,并將制得物在130℃下真空干燥12小時以制備形成有正極活性材料層的正極。通過將1重量%的炭黑類導(dǎo)電劑、1.5重量%的羧甲基纖維素(CMC)和1.5重量%的丁苯橡膠(SBR)混合到96重量%的天然石墨,制備了負(fù)極活性材料漿料,并通過將漿料涂布在銅箔上至150μm的厚度,并對制得物進(jìn)行輥壓和干燥,制備了負(fù)極。將在實施例1-1)中制備的正極和負(fù)極沖壓成3×4cm2的尺寸,并向其注入其中溶解有1MLiPF6和2重量%的氯乙烯(VC)的碳酸酯類電解液以制造用于試驗的聚合物電池型單電池。實施例2除了在制備正極活性材料漿料時以7:3的重量比使用聚偏二氟乙烯和丁苯橡膠之外,以與實施例1中相同的方式制造了用于試驗的單電池。同時,制備的正極活性材料漿料的固體濃度為64%且粘度為15000cps。比較例1除了在制備正極活性材料漿料時僅使用聚偏二氟乙烯而不使用丁苯橡膠并且使用兩倍量的NMP之外,以與實施例1中相同的方式制造了用于試驗的單電池。同時,制備的正極活性材料漿料的固體濃度為46%且粘度為20000cps。比較例2除了在制備正極活性材料漿料時以重量比9.5:0.5使用聚偏二氟乙烯和丁苯橡膠之外,以與實施例1中相同的方式制造了用于試驗的單電池。同時,制備的正極活性材料漿料的固體濃度為46%且粘度為18000cps。試驗例1為了比較和分析實施例1和2以及比較例1和2中的各種正極活性材料漿料的固體濃度和粘度,測量各固體濃度和粘度。通過干燥各正極活性材料漿料,直到固體在150℃下使用固體測量裝置達(dá)到飽和至0.01%的方法對固體濃度進(jìn)行了測量,并且在室溫下使用布魯克斯(Brooks)粘度計的4號銷釘對粘度進(jìn)行了測量。將結(jié)果示于下表1中。[表1]分類固體濃度(%)粘度(cps)實施例16419500實施例26415000比較例14620000比較例24618000如表1中所示,盡管使用少量的有機(jī)溶劑(NMP),但是根據(jù)本發(fā)明的混合并使用兩種類型粘合劑的實施例1和實施例2的正極活性材料漿料,與比較例1的使用大量有機(jī)溶劑(NMP)的正極活性材料漿料相比,展示了相對更高的固體濃度和更低的粘度。另外,以在根據(jù)本發(fā)明的兩種粘合劑的適當(dāng)混合比例之外的比例混合并使用兩種粘合劑的比較例2的正極活性材料漿料展示了相當(dāng)?shù)偷恼扯戎?,但不具有有利的固體濃度。因此,根據(jù)本發(fā)明的包含兩種類型粘合劑的正極活性材料漿料能夠展示優(yōu)異的固體濃縮性能和優(yōu)異的粘度性質(zhì),同時有少量的有害有機(jī)溶劑,并因此,由于有機(jī)溶劑的使用減少而可以實現(xiàn)節(jié)省成本的效果和環(huán)境友好的效果。試驗例2對實施例1和2以及比較例1和2中制造的各種單電池的容量特性進(jìn)行了比較和分析。將結(jié)果示于圖1中。對于各種電池,在25℃下在0.2C、0.5C、1.0C、1.5C和2.0C的倍率下確定倍率特性,并基于1C計算C倍率測量標(biāo)準(zhǔn)。利用CC/CV法在0.5C倍率下實施充電,并各自用CC法在0.2C、0.5C、1.0C、1.5C、2.0C的倍率下放電至2.5V,并通過測量放電容量對容量性能進(jìn)行分析。如圖1中所示,可以確認(rèn),與比較例1和比較例2相比,實施例1和實施例2的包含根據(jù)本發(fā)明的正極活性材料漿料的單電池能夠顯示類似的容量特性。因此,這表明,通過根據(jù)本發(fā)明的混合并使用兩種類型粘合劑的實施例1和2的正極活性材料漿料,盡管使用少量有機(jī)溶劑,所述正極活性材料漿料的相穩(wěn)定性也可以是優(yōu)異的,并因此,與比較例1的使用現(xiàn)有的正極活性材料漿料的單電池相比,使用利用所述正極活性材料漿料制備的正極的單電池具有顯示相似的效率的效果。試驗例3對實施例1和2以及比較例1中制造的各種鋰二次電池的壽命特性進(jìn)行了比較和分析。將結(jié)果示于圖2中。對于各種電池,在25℃下在0.5C充電和0.5C放電的條件下重復(fù)充電和放電250次,并測量容量隨重復(fù)次數(shù)的下降。如圖2中所示,可以確認(rèn),與比較例1相比,包含根據(jù)本發(fā)明的正極活性材料漿料的實施例1和實施例2的單電池能夠展示類似的壽命特性。因此,這表明,通過根據(jù)本發(fā)明的混合并使用兩種類型粘合劑的實施例1和2的正極活性材料漿料,盡管使用少量有機(jī)溶劑,所述正極活性材料漿料的相穩(wěn)定性也可以是優(yōu)異的,并因此,與比較例1的使用現(xiàn)有的正極活性材料漿料的單電池相比,使用利用所述正極活性材料漿料制備的正極的單電池具有顯示相似的效率的效果。試驗例4對實施例1和2以及比較例1和2中制造的各種鋰二次電池的薄層電阻特性進(jìn)行了比較和分析。將結(jié)果示于圖3中。使用4探針測量裝置在室溫下通過將各種正極沖壓成5cm×5cm來測量電極的薄層電阻。如圖3中所示,確認(rèn)了與比較例1和比較例2相比,實施例1和實施例2的包含根據(jù)本發(fā)明的正極活性材料漿料的單電池能夠展示更優(yōu)異的薄層電阻特性。因此,通過根據(jù)本發(fā)明的混合并使用兩種粘合劑的實施例1和2的正極活性材料漿料,盡管使用少量有機(jī)溶劑,所述正極活性材料漿料的相穩(wěn)定性也可以是優(yōu)異的且可以形成具有最小化的裝載量和厚度變化的正極活性材料層,這意味著與比較例1的使用現(xiàn)有正極活性材料漿料的單電池相比,使用所述正極活性材料漿料的單電池能夠顯示更優(yōu)異的薄層電阻特性。另外,這意味著,在兩種類型的粘合劑的混合比例方面,當(dāng)將所述比例控制為根據(jù)本發(fā)明的范圍內(nèi)的比例時,能夠獲得更優(yōu)異的效果。當(dāng)前第1頁1 2 3 
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