[发明专利]用于测量活性材料的活性面积的非破坏性方法

说明书

本发明涉及一种测量电极中的活性材料的活性面积的方法，所述方法包括：制造三种类型电极的电极制造步骤，所述三种类型电极包括覆盖有包含电极活性材料和导电材料两者的电极混合物的第一电极、覆盖有包含所述电极活性材料作为主要成分而不包含所述导电材料的电极混合物的第二电极以及覆盖有不包含所述活性材料而包含所述导电材料作为主要成分的电极混合物的第三电极；使用相同类型的电极制造三种类型的单电池的电池制造步骤；从所述单电池测量在所述单电池中使用的每个电极的电容的电容测量步骤；以及从所述电容计算所述电极活性材料的活性面积的活性面积计算步骤。

技术领域

本申请要求基于2018年12月3日提交的韩国专利申请号10-2018-0153834的优先权利益，所述韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种以非破坏性方式测量电极中的活性材料的活性面积的方法。

背景技术

随着化石燃料的枯竭造成的能源价格上涨和对环境污染的兴趣增加，对环境友好的替代能源的需求已变成未来生活必不可少的因素。尤其是，随着技术发展和对移动设备的需求增加，对作为能源的二次电池的需求也在迅速增加。

通常，就电池的形状而言，对可应用于例如移动电话这样的厚度较小产品的棱柱状二次电池和袋式二次电池存在高度需求。在材料方面，对诸如锂离子电池和锂离子聚合物电池这样的、具有高能量密度、放电电压和输出稳定性的锂二次电池存在高度需求。

通常，为了制备二次电池，首先通过向集流体表面施加含有电极活性材料的电极混合物来形成正极电极和负极电极，然后在正极电极和负极电极之间置入分隔件，以制造电极组件，然后将电极组件安装在圆柱形或长方体形金属罐中或铝层压板的袋式壳体内部，然后将液体电解质注入或浸渍到所述电极组件中或使用固体电解质来制备二次电池。

此外，二次电池根据具有正极电极/分隔件/负极电极结构的电极组件的结构来进行分类。其代表性实例包括果冻卷(卷绕)电极组件、堆叠电极组件以及堆叠/可折叠电极组件，在所述果冻卷(卷绕)电极组件中，在将分隔件置于长条型正极电极和负极电极之间的状态下，对其进行卷绕，在所述堆叠电极组件中，在将分隔件置于正极电极和负极电极之间的状态下，对切割成预定尺寸单元的多个正极电极和负极电极顺序进行堆叠，在所述堆叠/可折叠电极组件中，利用分隔件片材对双电池或全电池进行卷绕，在所述双电池或全电池中，在将分隔件置于正极电极和负极电极之间的状态下，对具有预定单元的正极电极和负极电极进行堆叠。

另一方面，所述电极通过离子的交换产生电流，并且构成所述电极的正极电极和负极电极具有这样的结构：电极活性材料被施加到由金属制成的电极集流体。

通常，所述负极电极具有这样的结构：将碳基活性材料覆盖在由铜或铝制成的电极板上，并且所述正极电极具有这样的结构：将由LiCoO₂、LiMnO₂、LiNiO₂等制成的活性材料覆盖在由铝等制成的电极板上。

为了制造正极电极或负极电极，将包含电极活性材料的电极混合物覆盖在由沿着一个方向伸长的金属片制成的电极集流体上。

所述分隔件被放置在所述电池的正极电极与负极电极之间以进行绝缘，并维持所述电解质以提供用于离子传导的通道。

所述二次电池是可充电电池，其通过使用能够在电流与材料之间重复多个氧化还原过程的材料来制造。当通过电流对材料进行还原反应时进行充电，并且当对所述材料进行氧化反应时进行放电。在此，由于充电-放电被反复进行，因此产生电力。

通常，由于利用高压压制来形成具有几μm至几十μm尺寸的电极活性材料粒子、从而形成高密度电极，因此所述粒子发生变形，粒子之间的空间被减小，并且电解质渗透性可能降低。