本發明專利技術涉及含吸濕性物質的鋰二次電池用電極及包含其的鋰二次電池，涉及吸濕性物質在活性物質層中位于由上述活性物質排列而形成的空隙之間的鋰二次電池用電極，在本發明專利技術的鋰二次電池用電極中，吸濕性物質在活性物質層中位于由活性物質形成的空隙之間，因而能夠去除存在于電極及電解液的水分，從而能夠排除因在電池內存在水分而引起的副反應，由此能夠改善電池性能。
【技術實現步驟摘要】
含吸濕性物質的鋰二次電池用電極及包含其的鋰二次電池
本專利技術涉及含有吸濕性物質的鋰二次電池用電極及包含其的鋰二次電池，更詳細地，涉及包含用于去除電極的微細水分的吸濕性材料而能夠改善電池性能的鋰二次電池用電極及包含其的鋰二次電池。
技術介紹
隨著對移動設備的技術開發以及需求增加，對作為能源的二次電池的需求也正急劇增加。在這種二次電池中，呈現出高能量密度和工作電位、循環壽命長、自放電率低的鋰二次電池被商用化并被廣為利用。并且，近年來，隨著對環境問題的關注度提高，對能夠替代作為造成大氣污染的主要原因之一的汽油車輛、柴油車輛等使用化石燃料的車輛，如對電動汽車(EV)、混合動力電動汽車(HEV)的研究進行得較多。作為這種電動汽車(EV)、混合動力電動汽車(HEV)等的動力源，主要使用鎳氫金屬(Ni-MH)二次電池，但對使用具有高能量密度、高放電電壓及輸出穩定性的鋰二次電池方面的研究正活躍地進行，且一部分已商用化。鋰二次電池由包含鋰鹽的非水類電解質浸漬于電極組件的結構形成，在上述電極組件中，多孔性分離膜介于分別在電極集電體上涂敷有活性物質的正極(positiveelectrode)與負極(negativeelectrode)之間。在這種鋰二次電池的內部含有水分的情況下，這可能成為降低電池性能的原因。在鋰二次電池中，水分可能在制造工序期間包含于活性物質的內部，或可能以微量存在的形態包含于電解液中。例如，用作負極活性物質的鋰鈦氧化物在充電和放電期間因結構變化極為低的零變形率(zero-strain)物質而壽命特性非常優異，并形成相對高的電壓段，且不產生樹枝狀結晶(dendrite)，因而作為安全性(safety)及穩定性(stability)非常優異的物質被廣為人知，并且，具有能夠在水分中進行充電的快速充電用電極特性的優點，但因由于吸收空氣中水分的性質，在利用上述鋰鈦氧化物來制造電極的情況下，存在因所含有的水分被分解而產生大量氣體的問題。并且，在電解液中存在的水分借助在充電過程中提供的電位能而與電解液發生反應，從而有可能產生氣體而引起電池膨脹的現象等，可能降低電池的可靠性。例如，電解液所包含的LiPF6鋰鹽與水發生反應而形成作為強酸的HF，所形成的HF主動與呈現出弱堿性的電極活性物質發生反應而溶出電極活性物質成分，其結果是，導致電池的退化，并且在正極表面形成氟化鋰(LiF)來增加電極內的電阻，并產生氣體，從而導致電池的壽命下降。由此，為了去除鋰二次電池內部的水分而利用多種方法，例如，為了去除鋰二次電池的電極的水分，通過高溫干燥工序來去除電極的水分，并且，為了去除電解液的水分而利用在電池外殼等配置吸濕材料的方法(韓國專利公開第2015-0037332號)等。但是，僅通過上述方法無法將電極的水分去除至所期望的程度，因而需要開發一種通過更為有效地去除電極的水分而能夠改善電池性能的新技術。
技術實現思路
本專利技術所要解決的課題在于，提供由于含有吸濕性物質而有效地去除可能包含在鋰二次電池的電極及電解質的水分從而能夠改善電池性能的鋰二次電池用電極。本專利技術所要解決的另一課題在于，提供如上所述含有吸濕性物質的鋰二次電池用電極的制造方法。根據一實施例，本專利技術提供如下的鋰二次電池用電極，即，鋰二次電池用電極包含活性物質層及集電體，上述活性物質層包含活性物質及吸濕性物質，上述吸濕性物質在上述活性物質層中位于由上述活性物質形成的空隙之間。根據另一實施例，本專利技術提供如下的鋰二次電池用電極的制造方法，即，鋰二次電池用電極的制造方法包括：步驟(1)，在集電體上涂敷含有活性物質的漿料而形成活性物質層；以及步驟(2)，將含有吸濕性物質的分散液滲透于上述活性物質層，從而使上述吸濕性物質位于由上述活性物質排列而形成的空隙之間。本專利技術的鋰二次電池用電極在活性物質層中，吸濕性物質位于由活性物質形成的空隙之間，因而能夠去除在電極及電解液中存在的水分，從而能夠排除因在電池內存在水分而引起的副反應，由此能夠改善電池性能。附圖說明圖1為示意性表示在活性物質層中吸濕性物質位于由活性物質排列而形成的空隙之間的形態的圖。圖2為示意性表示吸濕性物質位于活性物質表面的形態的圖。圖3為示意性表示吸濕性物質位于活性物質與集電體之間的形態的圖。圖4為表示在分別使實施例1-1至實施例19-1的電池以及比較例1-1至比較例3-1的電池經過100次循環之后的對電池的容量維持率進行測定的測定結果的圖表。具體實施方式以下，為了有助于理解本專利技術，更詳細地說明本專利技術。在本說明書及專利技術要求保護的范圍中所使用的術語不應以常規或詞典上的含義來限定并解釋，而是要立足于專利技術人為了以最佳的方法說明其專利技術而可以對術語的概念適當地進行定義的原則，以符合本專利技術技術思想的含義和概念來進行解釋。本專利技術的鋰二次電池用電極包含活性物質層及集電體，上述活性物質層包含活性物質及吸濕性物質，上述吸濕性物質在上述活性物質層中位于由上述活性物質排列而形成的空隙之間。上述吸濕性物質可執行對包含在電池內的水分、例如電極的水分及電解液的水分等進行吸收并去除的功能，由于位于由上述活性物質排列而形成的空隙之間，因而不會產生使活性物質層的整體體積變大而使每單位體積的能量密度減小的問題。上述吸濕性物質可舉出選自由硅膠、沸石、CaO、BaO、MgSO4、Mg(ClO4)2、MgO、P2O5、Al2O3、CaH2、NaH、LiAlH4、CaSO4、Na2SO4、CaCO3、K2CO3、CaCl2、4A分子篩及3A分子篩、Ba(ClO4)2、交聯結合的聚(丙烯酸)及聚(丙烯酸)組成的組中的一種以上，具體地，可以為選自由硅膠、沸石、P2O5及Al2O3組成的組中的一種以上。上述活性物質可具有0.1μm至30μm的平均粒徑(D50)，具體地，可具有0.5μm至10μm的平均粒徑，更具體地，可具有1μm至5μm的平均粒徑。當上述活性物質具有0.1μm至30μm的平均粒徑(D50)時，由上述活性物質排列而形成的空隙可具有0.01μm至20μm的大小，具體地，可具有0.03μm至10μm的大小，更具體地，可具有0.05μm至5μm的大小。此時，當假設在上述空隙中存在與其內切的球時，上述空隙的大小可由上述球的粒徑來表示。上述吸濕性物質可以以能夠包含在由上述活性物質排列而形成的空隙中的方式具有10nm至20μm的平均粒徑(D50)，具體地，可具有30nm至10μm的平均粒徑(D50)，更具體地，可具有50nm至5μm的平均粒徑(D50)。上述吸濕性物質的大小可以與上述活性物質的大小成正比，例如，上述吸濕性物質相對于上述活性物質的平均粒徑(D50)可具有0.1％至70％的平均粒徑(D50)大小，具體地，可具有1％至67％的平均粒徑(D50)大小，更具體地，可具有5％至50％的平均粒徑(D50)大小。在上述吸濕性物質相對于上述活性物質的平均粒徑具有0.1％以上的平均粒徑大小的情況下，能夠防止上述吸濕性物質無空隙地填充由上述活性物質排列而形成的空隙從而堵塞電解質能夠浸漬的通道的問題，在上述吸濕性物質相對于上述活性物質的平均粒徑具有70％以下的平均粒徑大小的情況下，能夠防止如下問題：上述吸濕性物質變得比上述空隙的大小大而位于空隙外的部分，或妨礙上述活性物質之間的接觸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種鋰二次電池用電極，包含活性物質層及集電體，所述鋰二次電池用電極的特征在于，所述活性物質層包含活性物質及吸濕性物質，所述吸濕性物質在所述活性物質層中位于由所述活性物質排列而形成的空隙之間。
【技術特征摘要】
2015.11.11 KR 10-2015-0158422;2016.10.31 KR 10-2011.一種鋰二次電池用電極，包含活性物質層及集電體，所述鋰二次電池用電極的特征在于，所述活性物質層包含活性物質及吸濕性物質，所述吸濕性物質在所述活性物質層中位于由所述活性物質排列而形成的空隙之間。2.根據權利要求1所述的鋰二次電池用電極，其特征在于，所述吸濕性物質為選自由硅膠、沸石、CaO、BaO、MgSO4、Mg(ClO4)2、MgO、P2O5、Al2O3、CaH2、NaH、LiAlH4、CaSO4、Na2SO4、CaCO3、K2CO3、CaCl2、4A分子篩及3A分子篩、Ba(ClO4)2、交聯結合的聚丙烯酸及聚丙烯酸組成的組中的一種以上的物質。3.根據權利要求1所述的鋰二次電池用電極，其特征在于，所述活性物質的平均粒徑(D50)為0.1至30μm。4.根據權利要求1所述的鋰二次電池用電極，其特征在于，所述空隙的大小為0.01至20μm。5.根據權利要求1所述的鋰二次電池用電極，其特征在于，所述吸濕性物質的平均粒徑(D50)的大小為相對于所述活性物質的平均粒徑(D50)的0.1％至70％。6.根據權利要求1所述的鋰二次電池用電極，其特征在于，所述吸濕性物質以100重量份的所述活性物質為基準包含1至20重量份。7.根據權利要求1所述的鋰二次電池用電極，其特征在于，所述吸濕性物質為具有1μm至20μm平均粒徑(D50)的第一吸濕性物質及具有10nm至1μm平均粒徑(D50)的第二吸濕性物質的混合物。8.根據權利要求7所述的鋰二次電池用電極，其特征在于，所述第一吸濕性物質及所述第二吸濕性物質以60:40至99:1的重量比進行混合。9.根據權利要求7所述的鋰二次電池用電極，其特征在于，所述第一吸濕性物質為選自由硅膠、沸石、4A分子篩及3A分子篩、交聯結合的聚丙烯酸及聚丙烯酸組成的組中的一種以上的物質，所述第二吸濕性物質為選自由CaO、BaO、MgSO4、Mg(ClO4)2、MgO、P2O5、Al2O3、CaH2、NaH、LiAlH4、C...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡午秉，姜允雅，金銀卿，申善英，
申請(專利權)人：株式會社LG化學，
類型：發明
國別省市：韓國,KR
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