相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2022年9月6日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)no.10-2022-0113106和于2023年9月5日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)no.10-2023-0117680的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文中。本公開涉及電極組件及鋰二次電池。

背景技術(shù)：

1、隨著技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)電動(dòng)車輛和儲(chǔ)能系統(tǒng)(ess)的需求增加，對(duì)作為能源的電池的需求已經(jīng)迅速增加，因此，對(duì)能夠滿足各種需求的電池已經(jīng)進(jìn)行了各種研究。特別是，作為此類裝置的電源，對(duì)具有優(yōu)異壽命和循環(huán)特性以及高能量密度的鋰二次電池的研究一直在積極進(jìn)行中。

2、一般來(lái)說(shuō)，鋰二次電池包括正極、負(fù)極、介于正極和負(fù)極之間的隔膜、電解質(zhì)等。由于正極在充電狀態(tài)下由于其不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生氧氣，并且當(dāng)產(chǎn)生氧氣時(shí)起火的風(fēng)險(xiǎn)很高，因此已在嘗試研究和開發(fā)能夠增強(qiáng)鋰二次電池安全性的方法。

3、隔膜用于確保正極和負(fù)極之間電絕緣，并且通常使用由聚烯烴制成的薄膜。然而，聚烯烴基隔膜在高溫環(huán)境下容易收縮，因此無(wú)法在正極和負(fù)極之間絕緣。當(dāng)正極和負(fù)極之間的電絕緣變得不可能時(shí)，可能出現(xiàn)短路，這可能與不穩(wěn)定正極產(chǎn)生的氧氣相互作用，導(dǎo)致起火。換言之，當(dāng)高溫環(huán)境下已充電的鋰二次電池發(fā)生短路時(shí)，存在鋰二次電池起火的問題。

4、因此，需要開發(fā)一種與能夠增強(qiáng)鋰二次電池高溫安全性的方法相關(guān)的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、本公開提供一種電極組件以及包括該電極組件的鋰二次電池，該電極組件提高了鋰二次電池的高溫穩(wěn)定性并且還保持優(yōu)異的電化學(xué)性能。

3、技術(shù)方案

4、根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種電極組件，該電極組件包括：正極；負(fù)極；隔膜，其設(shè)置在正極和負(fù)極之間；以及涂層，其形成在隔膜的一個(gè)表面上并包含zeta電位絕對(duì)值為25mv以上的聚合物顆?；蛱沾深w粒，其中，在60℃測(cè)量的隔膜與涂層之間的90°剝離強(qiáng)度為30gf/25mm至140gf/25mm。

5、在電極組件中，涂層可以與正極直接接觸。

6、在電極組件中，涂層的厚度(d1)可以與隔膜的厚度(d2)之比d1/d2可以為0.1至4。

7、在電極組件中，涂層的厚度(d1)可以為30μm以下。

8、在電極組件中，隔膜的厚度(d2)可以為5μm至20μm。

9、在電極組件中，zeta電位絕對(duì)值為25mv以上的聚合物顆粒可以包括選自由以下構(gòu)成的組中的至少一種：聚環(huán)氧乙烷(peo)、聚苯硫醚(pps)、聚(甲基)丙烯酸烷基酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亞胺、聚苯砜、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、聚醚酮、聚鄰苯二甲酰胺、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。

10、此外，陶瓷顆?？梢园ㄟx自由以下構(gòu)成的組中的至少一種：勃姆石(γ-alo(oh))、al2o3、tio2、fe2o3、sio2、zro2、co3o4、sno2、nio、zno、v2o5、mno、lagp(磷酸鋰鋁鍺)基化合物、llzo(鋰鑭鋯氧化物)基化合物、latp(磷酸鋰鋁鈦)基化合物、llzto(鋰鑭鋯鉭氧化物)基化合物、llto(鋰鑭鈦氧化物)基化合物、lstp(磷酸鋰硅鈦)基化合物、lgpo(磷酸鋰鍺)基化合物和鋰氧化物(例如，li2o)。

11、聚合物顆粒或陶瓷顆?？梢跃哂?00nm至3μm的平均粒徑(d50)。此外，涂層可以包括聚合物粘結(jié)劑、以及分散在聚合物粘結(jié)劑上的聚合物顆?；蛱沾深w粒，其中涂層可以包括重量比為1：9至5：5的聚合物粘結(jié)劑：聚合物顆粒，或者涂層可以包括重量比為1：9至5：5的聚合物粘結(jié)劑：陶瓷顆粒。

12、根據(jù)本公開的另一實(shí)施方式，提供了一種鋰二次電池，該鋰二次電池包括：上述電極組件，以及阻燃電解質(zhì)，其含有閃點(diǎn)為100℃以上或沒有閃點(diǎn)的阻燃溶劑和鋰鹽。

13、在此情況下，阻燃溶劑可以包括具有選自由以下官能團(tuán)構(gòu)成的組中的至少一種有機(jī)溶劑：砜基官能團(tuán)、含氟官能團(tuán)、含磷官能團(tuán)和腈基官能團(tuán)，更具體來(lái)說(shuō)，阻燃溶劑可以包括選自由以下構(gòu)成的組中的至少一種有機(jī)溶劑：砜基化合物、腈基化合物、磷酸基化合物和氟取代的碳酸酯基化合物。

14、技術(shù)效果

15、在根據(jù)本公開的電極組件的情況下，在60℃下測(cè)量的隔膜與涂層之間的90°剝離強(qiáng)度為30gf/25mm至140gf/25mm。當(dāng)隔膜與涂層之間的粘合力滿足上述范圍時(shí)，即使在高溫環(huán)境下，粘結(jié)到涂層上的隔膜也不容易收縮，因此防止正極和負(fù)極之間的短路，這能夠提高鋰二次電池的高溫安全性。此外，當(dāng)隔膜與涂層之間的粘合力滿足上述范圍時(shí)，隔膜中的孔隙被涂層中含有的顆粒過度堵塞，從而能夠使隔膜和涂層之間界面處鋰離子導(dǎo)電率降低以及電芯電阻增加的問題最小化。

16、此外，由于涂層中含有的聚合物顆粒和/或陶瓷顆粒比聚烯烴基聚合物具有相對(duì)高的熔點(diǎn)，因此即使在高溫下，含有這些顆粒的涂層也不易熱收縮。因此，涂層抑制了隔膜熱收縮，從而防止了正極和負(fù)極之間在高溫下短路，這能夠提高鋰二次電池的高溫安全性。

17、另一方面，當(dāng)使用阻燃電解質(zhì)來(lái)確保鋰二次電池的高溫安全性時(shí)，阻燃電解質(zhì)存在以下問題：它對(duì)聚烯烴基隔膜的浸漬性低，導(dǎo)致隔膜中鋰離子遷移率降低。然而，當(dāng)本發(fā)明的形成于隔膜上的涂層包含zeta電位絕對(duì)值為25mv以上的聚合物顆粒和/或陶瓷顆粒時(shí)，涂層容易被阻燃電解質(zhì)浸漬，從而確保鋰離子遷移率。

技術(shù)特征：

1.一種電極組件，該電極組件包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極組件，其中：

11.一種鋰二次電池，該鋰二次電池包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鋰二次電池，其中：

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鋰二次電池，其中：

技術(shù)總結(jié)
根據(jù)本發(fā)明的電極組件包括：正極；負(fù)極；隔膜，其設(shè)置在正極和負(fù)極之間；以及涂層，其形成在隔膜的一個(gè)表面上，其中，在60℃測(cè)量的隔膜與涂層之間的90°剝離強(qiáng)度為30gf/25mm至140gf/25mm。

技術(shù)研發(fā)人員：荀智勇,金珉京,金孝植,全映真,鄭慧利,尹鐘建,姜盛中,金東規(guī)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社LG新能源
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9