[发明专利]二次电池用电极、其制备方法以及包含其的二次电池和线缆型二次电池

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2013年5月7日在韩国提交的韩国专利申请10-2013-0051564号的优先权，通过参考将其内容并入本文中

技术领域

本发明涉及一种二次电池用电极，更具体地涉及能够防止电极活性材料层脱落并具有更高柔性的二次电池用电极、制备所述电极的方法、以及包含所述电极的二次电池和线缆型二次电池。

背景技术

二次电池为能够以化学形式储存能量并在需要时能够转化成电能以产生电力的装置。也将所述二次电池称作充电电池，因为其能够反复再充电。普通的二次电池包括铅蓄电池、NiCd电池、NiMH蓄电池、Li离子电池、Li离子聚合物电池等。当与一次性原电池相比时，二次电池不仅是经济更高效的，且是环境更友好的。

目前将二次电池用于需要低电力的应用，如用于车辆启动的设备、移动装置、工具、不间断电源等。近来，随着无线通信技术的发展导致移动装置开始普及，甚至导致多种常规器件的可移动化，对二次电池的需求急剧增加。还将二次电池用于环境友好的下一代车辆如混合动力车辆和电动车辆中，以降低成本和重量并提高车辆的服务寿命。

通常，二次电池具有圆筒形、棱柱形或袋形。这与二次电池的制造方法相关，其中将由负极、正极和隔膜构成的电极组件安装在圆筒形或棱柱形金属壳或铝层压片的袋形壳中，且在所述壳中填充电解质。因为在这种方法中电极组件需要预定的安装空间，所以二次电池的圆筒形、棱柱形或袋形对于各种形状的移动装置的开发是一种限制。因此，需要具有形状易于适应的新结构的二次电池。

为了满足这种需要，已经提出了开发长度对横截面直径之比非常大的线缆型电池。所述线缆型电池在由于造成形状变化的外力而经历应力的同时易于发生形状变化。此外，线缆型电池的电极活性材料层可能因充电和放电过程期间的快速体积膨胀而脱落。根据这些原因，电池的容量会下降且其循环寿命特性会劣化。

通过提高粘合剂在电极活性材料层中的用量以在弯曲或扭曲期间提供柔性，可在特定程度内解决这种问题。然而，提高电极活性材料层中粘合剂的量造成电极电阻升高而劣化电池性能。此外，当施加强烈的外力时，例如在电极完全折叠的情况中，即使粘合剂的量变得更大，仍不能防止电极活性材料层脱落。因此，该方法不足以解决这种问题。

发明内容

为了解决相关技术的问题而设计了本发明，因此本发明涉及提供一种二次电池用电极、制备所述电极的方法、以及包含所述电极的二次电池和线缆型二次电池，所述二次电池用电极能够减轻由外力造成的电极活性材料层中的裂纹产生，并且即使存在严重的裂纹仍能够防止电极活性材料层从集电器脱落。

根据本发明的一个方面，提供一种片形式的二次电池用电极，包含：集电器；电极活性材料层，所述电极活性材料层形成在所述集电器的一个表面上；导电层，所述导电层形成在所述电极活性材料层上并包含导电材料和粘合剂；以及第一多孔支持层，所述第一多孔支持层形成在所述导电层上。

所述集电器可以由如下材料制成：不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；在其表面上经碳、镍、钛或银进行处理的不锈钢；铝-镉合金；在其表面上经导电材料进行处理的不导电聚合物；导电聚合物；包含Ni、Al、Au、Ag、Pd/Ag、Cr、Ta、Cu、Ba或ITO的金属粉末的金属糊料；或包含石墨、炭黑或碳纳米管的碳粉末的碳糊料。

此外，所述集电器可以为网状物形式。

另外，所述集电器可以还包含由导电材料和粘合剂构成的底涂层。

导电材料可以包含选自如下的任意一种：炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯及它们的混合物。

粘合剂可以选自：聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚环氧乙烷、聚芳酯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰乙基普鲁兰、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、普鲁兰、羧甲基纤维素、丁苯橡胶、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚酰亚胺及它们的混合物。

此外，所述集电器可以在其至少一个表面上具有多个凹部，所述多个凹部为连续图案化的或间断图案化的。

同时，所述第一支持层可以为网状物形式的多孔膜或无纺布。