CN105826513B - 电极用双重涂布法 - Google Patents

电极用双重涂布法 Download PDF

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Abstract

本发明提供电极用双重涂布方法，用于涂布电池的电极。所述电极用双重涂布方法包括：传输所述电极；利用第一涂布溶液对传输的电极进行涂布；以及利用与所述第一涂布溶液不同的第二涂布溶液对一次涂布的电极进行涂布。所述方法防止在卷绕过程期间在圆形电池的卷绕核心中出现裂纹，同时使电池特性的劣化最小化。

Description

电极用双重涂布法
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年1月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2015-0013508号的优先权，并通过引用的方式将其公开内容并入本文中。
技术领域
本发明涉及电极用双重涂布法，更具体地，本发明涉及实现电池用电极的涂布的电极用双重涂布法。
背景技术
与一次电池不同，二次电池是可充电的，另外，小型化和高容量的可能性也高。因此，近来正在对二次电池进行众多研究。以如下形状制造这种二次电池：其中以包裹形式包装一个电池单元的形状，或其中将几十个电池单元相互连接的包裹形状。结果，二次电池被广泛用于车辆的驱动马达用电源。
将其中混合活性材料和导电材料的电极浆料施加至金属箔，然后在高温下干燥以实施压制过程，从而制造二次电池的电极。用于制造电极的模缝涂布器(slot die coater)是用于向金属箔施加电极浆料的装置。
也就是说，模缝涂布器表示如下的装置：其中通过使用无脉冲泵或活塞泵在上下模缝之间供应具有流动性的液体流体(浆料、胶粘剂、硬涂布剂、陶瓷等)，以在相对于要涂布的物体诸如织物、膜、玻璃板和片的行进方向的宽度方向，将供应自液体供应管的供应的流体施加至均一厚度。用于制造电极的模缝涂布器可以为用于应用模缝涂布器制造电极的装置，也就是将作为供应流体的电极浆料施加至金属箔以制造二次电池用电极的装置。
由于电极浆料在其宽度方向的流速根据工艺条件和模缝的形状而变化，所以有必要适当地设计用于制造电极的模缝涂布器的各部分的形状，以获得具有均一厚度的涂层。
可以在电极浆料中以高质量分数混合活性材料和导电材料以减少用于干燥过程所花费的时间并且确保电极的生产率。因此，电极浆料可以具有高粘度。根据从用于储存和供应电极浆料的混合槽到用于制造电极的模缝涂布器的全部工段的流动路径的形状，电极浆料可以为停滞的或具有非常低的流速。
根据现有技术的二次电池的电极板和二次电池的电极板用涂布设备在韩国专利注册号No.10-0646550中进行了公开。
通常可使用一种电极浆料通过单层涂布制造根据现有技术的二次电池。
然而，上述方法可能具有诸如裂缝的局限性，所述裂缝是由于因均一地涂布单层、然后进行卷绕以组装诸如圆形电池的电池而造成的卷绕核心处的高曲率导致的。
发明内容
本发明的一方面提供电极用双重涂布方法，所述方法防止在卷绕过程期间在圆形电池的卷绕核心中出现裂纹，同时使电池特性的劣化最小化。
根据本发明的一方面，提供电极用双重涂布方法，所述方法包括：传输电极；利用第一涂布溶液对传输的电极进行涂布；以及利用与所述第一涂布溶液不同的第二涂布溶液对一次涂布的电极进行涂布。
对一次涂布的电极的涂布可以包括：对利用第一涂布溶液涂布的电极的一部分进行涂布。
第一涂布溶液可以具有浆料形式，且相对于金属的表面，第一涂布溶液在与第二涂布溶液相比时具有更优秀的粘结特性。
第一涂布溶液可以具有比第二涂布溶液的孔隙率小的孔隙率。
第二涂布溶液可以由平均粒度比第一涂布溶液的平均粒度大的活性材料构成。
第二涂布溶液可以包含橡胶基粘合剂。
附图说明
参照附图，由下面的详细说明将会更加清楚地理解本发明的以上和其它方面、特征及其它优点，其中：
图1为根据本发明的一个实施方案的电极用双重涂布方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细说明。然而，本发明不限于所述示例性实施方式。相同的附图标记始终表示相同的元素。
图1为根据本发明的一个实施方案的电极用双重涂布方法的流程图。
如在图1中所示，根据本发明的一个实施方案的电极用双重涂布方法包括：传输电极的传输过程(S1)；利用第一涂布溶液对传输的电极进行涂布的第一涂布过程(S2)；以及利用第二涂布溶液对一次涂布的电极进行涂布的第二涂布过程(S3)，所述第二涂布溶液由与所述第一涂布溶液不同的材料制备。
通常，在制造二次电池的电极的同时，通过使用用于传输电极的输送机或传送带可以实施传输过程(S1)。
第一涂布过程(S2)可以为利用第一涂布溶液对在传输过程(S1)中传输的电极进行涂布的过程。可以将以浆料形式提供的相对于金属诸如电极的表面具有优秀粘结特性的材料用作第一涂布溶液。
也就是说，可以由能够提高与电极表面的粘附力的材料制备第一涂布溶液，所述电极由金属材料形成。在这个实施方案中，将活性材料诸如锂钴氧化物(LCO)和镍锰钴氧化物(NMC)用作第一涂布溶液，但不限于此。
另外，可以在被用作第一涂布溶液的粘合剂中混合具有低电阻的聚偏二氟乙烯(PVDF)粘合剂，使得将所述粘合剂物理地附着到金属诸如电极的表面。
第二涂布过程(S3)可以为利用与所述第一涂布溶液不同的第二涂布溶液对电极的一部分进行涂布的过程，所述电极的一部分在第一涂布过程(S2)中利用第一涂布溶液进行涂布。
在此，仅将第二涂布溶液施加至除形成弯曲表面的区域诸如卷绕核心以外的电极的一部分。因此，可能仅利用第一涂布溶液对形成弯曲表面的区域进行涂布。
也就是说，可以在形成弯曲表面的区域诸如卷绕核心上仅实施一次涂布以使涂布的浆料的厚度最小化，从而预先防止在卷绕时形成的弯曲表面中出现裂纹。
这样做是因为，当在弯曲区域上的涂层的厚度增加时，施加到涂层表面的张力增加会增加裂缝出现的可能性。
另外，因为需要第二涂布溶液相对于第一涂布溶液的粘附力，所以可以将比表面积大于第一涂布溶液的比表面积的活性材料用作第二涂布溶液。因此，可以将具有相对小比表面积的第一涂布溶液填充进第二涂布溶液以增加活性材料的接触面积，从而提高粘附力。
尽管在这个实施方案中将磷酸铁锂(LFP)或钛酸锂(LTO)用作第二涂布溶液，所述磷酸铁锂(LFP)或钛酸锂(LTO)是在与第一涂布溶液的比表面积相比时具有相对大的比表面积的活性材料，但本发明不限于此。例如，可以考虑第一涂布溶液的比表面积确定第二涂布溶液的材料。
另外，可以将其中添加橡胶基丁二烯以增加流动性的由瑞翁公司(Zeon Ltd.)制造的BN-730H用作第二涂布溶液的粘合剂。
通过使用彼此不同的活性材料或彼此不同的粘合剂可以改变上述第一和第二涂布溶液的组成。
另外，第二涂布溶液可以由平均粒度大于第一涂布溶液的平均粒度的活性材料构成，以提供比第一涂布溶液的孔隙率大的孔隙率。因此，通过在对电极实施轧制过程时出现的压缩将较高的压缩力传输至电极的现象可能会被抵消以防止电池性能的劣化。
在根据本发明的上述电极用双重涂布方法中，可以仅将一次涂布器用于卷绕核心的涂布，使得当与其它部分的厚度相比时电极浆料被施加至相对低的厚度。在裂纹出现的可能性低的部分的情况下，可以使用二次涂布器以增加电极浆料的涂布量。因此，当制造电池时，可以满足电池的全部稳定性和性能。另外，可以首先施加相对于作为集电器的金属的表面具有良好的粘结特性的一次浆料，然后可以将相对于所述浆料具有良好的粘附特性的二次浆料施加至一次浆料以有效地利用电池的特性。
根据本发明，仅可以将一次涂布器用于卷绕核心的涂布，使得当与其它部分的厚度相比时电极浆料被施加至相对低的厚度。在裂纹出现的可能性低的部分的情况下，可以使用二次涂布器以增加电极浆料的涂布量。因此，当制造电池时，可以满足电池的全部稳定性和性能。
根据本发明，可以首先施加相对于作为集电器的金属的表面具有良好的粘结特性的一次浆料，然后可以将相对于所述浆料具有良好的粘附特性的二次浆料施加至一次浆料以有效地利用电池的特性。
尽管已经参照示例性附图对电极用双重涂布方法进行了说明，但对本领域技术人员将显而易见的是，在不背离如由附属权利要求所限定的发明的主旨和范围的条件下可以完成多种修改和变体。

Claims (5)

1.一种电极用双重涂布方法，所述方法包括：
传输所述电极；
利用第一涂布溶液对传输的电极进行涂布；以及
利用与所述第一涂布溶液不同的第二涂布溶液对一次涂布的电极进行涂布，
其中仅将所述第二涂布溶液涂布至除形成弯曲表面的区域以外的所述电极的一部分。
2.根据权利要求1所述的双重涂布方法，其中所述第一涂布溶液具有浆料形式，且相对于作为集电器的金属的表面，所述第一涂布溶液在与所述第二涂布溶液相比时具有更优秀的粘结特性。
3.根据权利要求1所述的双重涂布方法，其中所述第一涂布溶液的孔隙率比所述第二涂布溶液的孔隙率小。
4.根据权利要求1所述的双重涂布方法，其中所述第二涂布溶液由平均粒度比所述第一涂布溶液的平均粒度大的活性材料构成。
5.根据权利要求1所述的双重涂布方法，其中所述第二涂布溶液包含橡胶基粘合剂。
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