CN110392946A - 用于二次电池的具有减少的扭曲的单面电极及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是二次电池用单面电极，其包含：集流体；涂覆于集流体的一个表面的电极合剂层；和形成于集流体的未涂覆电极合剂的另一表面上的防电极变形层。本发明的单面电极是显示出在辊压过程后显著减少的变形或卷曲的电极，且具有有助于后续过程中的操作和能够提高生产力的优点。

Description

用于二次电池的具有减少的扭曲的单面电极及其制备方法
技术领域
本申请要求于2017年10月25日提交的韩国专利申请10-2017-0139136号的优先权权益，并在本文中通过援引并入该韩国专利申请的全部内容。
本发明涉及一种单面电极及其制备方法，该电极改进了在制备单面电极时在辊压过程期间由于集流体和电极合剂的差异而导致的电极变形或弯曲的现象。
背景技术
随着移动设备的技术发展和对移动设备的需求增加，对于作为能源的二次电池的需求在快速增长。在这类二次电池中，锂二次电池展示出高能量密度和工作电势、长循环寿命和低自放电率，且已被商品化和广泛使用。
近年来，对环境问题的关注已越来越多，因此最近广泛研究了能够代替化石燃料车辆(例如汽油车辆和柴油车辆)的电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)等。虽然镍金属氢化物(Ni-MH)二次电池主要用作这类电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)的能源，但已积极进行了关于使用具有高能量密度、高放电电压和输出稳定性的锂二次电池的研究，且其中一部分已被商品化。
锂二次电池具有以下结构：其中，在具有多孔隔膜的电极组件中浸渍含有锂盐的非水性电解质，所述多孔隔膜位于正极和负极之间，正极和负极在电极集流体上涂布有活性材料，并且正极、负极和隔膜根据电极组件的结构来分类。电极组件的代表性实例包括：果冻卷(卷绕型)电极组件，其中长片型的正极和负极与介于二者之间的隔膜一起卷绕；(堆叠型)电极组件，其中被切割成预定尺寸单元的多个正极和负极与位于二者之间的隔膜一起依次堆叠；和堆叠/折叠型电极组件，在其结构中卷绕有双电芯或全电芯，所述双电芯或全电芯堆叠有预定单元的正极和负极以及堆叠于二者之间的隔膜。
此处，包含单元电极的层叠结构的电极组件的制造过程包括：制造正极和负极混合物的步骤，通过将相应的混合物涂覆于正极集流体和负极集流体而制造由正极和负极组成的片状电极的步骤，在电极上形成电极极耳(tab)的步骤，辊压电极的步骤，通过将电极切为所需尺寸来制造电极的步骤，真空干燥步骤，形成包含正极、负极和隔膜的电极组件的步骤，等等。
特别是，当制造堆叠型电极组件或堆叠/折叠型电极组件时，需要将单片电极向上堆叠的步骤，因此首先进行制造单片电极的步骤。
在通过将电极合剂涂布在集流体的两侧上来形成双面电极的情形中，如果向上堆叠单个电极，则位处最下端和最上端的电极由于不存在反电极而对电芯性能没有贡献。因此，为了减少成本，考虑使电极组件的最外层的电极具有仅在集流体的一个表面上涂布有电极合剂的单面电极。
另一方面，在制造单面电极时，即使在辊压过程中对电极合剂和集流体施加相同的压力，电极片也可能由于辊压后伸长率的差异而变形或朝向集流体弯曲。电极片的变形或弯曲现象导致后续过程中的缺陷，因此需要在制造单面电极时避免这种电池变形或弯曲的技术。
于是，已提出诸如使辊压速率最小化、增加集流体厚度或减小压制过程的速度等技术，但它们仍具有限制电池性能或增加成本的问题。
发明内容
[技术问题]
本发明的目的在于解决现有技术的上述问题以及过去所需要解决的技术问题。
具体地，本发明的目的在于提供一种能够改善后续过程中的工作便利性和改善生产力的电极及其制造方法，所述改善通过改善在用于制造单面电极的辊压过程期间电极合剂和集流体的应力差异或伸长率差异所致的电极变形或弯曲而实现。
[技术方案]
为了实现上述目的，本发明的二次电池用单面电极包括：集流体；涂覆于所述集流体的一个表面上的电极合剂层；和形成于所述集流体的未涂覆电极合剂的另一表面上的防电极变形层。
在本发明的一个实施方式中，防电极变形层可以由与所述集流体的金属不同的金属制成，且电极合剂层的厚度可以为40μm至300μm。
在本发明的另一个实施方式中，防电极变形层可以由绝缘聚合物材料制成，且电极合剂层的厚度可以为1μm至70μm。
在本发明的另一个实施方式中，集流体和防电极变形层可以由复层金属(cladmetal)一体形成。
在本发明的一个实施方式中，所述复层金属可以包含选自铜、钛、镍、不锈钢或其合金组成的组的两种以上。
所述复层金属可以包含铜金属和不锈钢。
在本发明的一个实施方式中，在防电极变形层上可以进一步形成绝缘聚合物层。
在本发明的一个实施方式中，防电极变形层的拉伸强度可以为电极合剂层的拉伸强度的80％至120％。
在本发明的一个实施方式中，绝缘聚合物可以由选自由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、天然橡胶和合成橡胶组成的组的一种或多种制成。
在本发明的适当实施方式中，电极可以是负极。
本发明还提供了包含所述单面电极的二次电池。
为了解决上文所述的问题，本发明提供了制备权利要求1所述的二次电池用单面电极的方法，其包括以下步骤：(a)将防电极变形层层叠在集流体的一个表面上，然后施加热和压力；(b)将包含电极活性材料和溶剂的电极活性材料浆料涂覆于所述集流体的另一表面上；(c)将涂覆有所述电极活性材料浆料的电极干燥；和(d)辊压所述电极以具有预定厚度。
在本发明的适当实施方式中，在步骤(a)和步骤(b)之间可以增加在防电极变形层上涂覆聚合物溶液或贴附聚合物片的步骤。
[有利效果]
如上所述，本发明的二次电池用单面电极是在辊压过程后在变形或弯曲方面显著改善的电极，由此改善了后续过程中的工作便利性。
本发明的电极制造方法还具有通过避免由辊压过程所致的卷曲现象而提高生产力的效果。
附图说明
图1是根据常规制造方法获得的单面电极的截面图。
图2是本发明的一个实施方式的单面电极的截面图。
图3是本发明的另一个实施方式的单面电极的截面图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施方式进行描述。然而，本发明不限于此。
本发明的二次电池用单面电极100包括：集流体110；涂覆于所述集流体的一个表面上的电极合剂层120；和形成于所述集流体的未涂覆电极合剂的另一表面上的防电极变形层130。
二次电池用电极通过以下方式形成：将电极合剂分别涂覆到正极集流体和负极集流体上以形成由正极和负极组成的片状电极，然后进行辊压过程。术语“电极合剂”是指通过将电极活性材料、导电材料和粘合剂等与溶剂混合而制备的电极浆料。
通常，当对在集流体上涂覆有电极合剂的电极片施加压力时，会发生集流体和电极合剂的变形。由于集流体和电极合剂具有不同的拉伸强度，因此当施加相同的力时，存在应变或伸长率的差异。而且，由于电极合剂的厚度和集流体的厚度之间通常存在差异，因此厚度差异也会影响辊压所致的应变或伸长率。
在双面电极的情况下，即使集流体和电极合剂之间的辊压所致的伸长率存在差异，电极合剂也被涂覆到集流体的两个表面上，使得电极片不变形或弯曲。然而，在单面电极的情况下，由于集流体和电极合剂之间的厚度差异以及辊压所致的伸长率的差异，电极片会变形或弯曲。
本发明的特征在于，将具有与电极合剂的拉伸强度相似的拉伸强度的防电极变形层添加至集流体，以防止制备单面电极时电极片在辊压过程后发生变形或弯曲。
图2是本发明的实施方式的单面电极的截面图。参照图2，在集流体110的一个表面上涂覆电极合剂层120，并且在电极合剂的相反表面上形成防电极变形层130。即使拉伸强度高的电极合剂层120位于集流体的一个表面上，由于具有与电极合剂的拉伸强度相似的拉伸强度的防电极变形层130位于集流体的另一个表面上，集流体和电极之间的辊压所致的应变或伸长率的差异被该防电极变形层补强，从而防止电极变形或弯曲。
在本发明中，形成防电极变形层的材料优选具有与电极合剂相似的拉伸强度。具体地，它可以是电极合剂的拉伸强度的80％至120％，更优选85％至110％，最优选90％至100％。当防电极变形层的拉伸强度小于电极合剂的拉伸强度的80％或大于其的120％时，可能难以充分消除电极的变形和弯曲现象。
防电极变形层的材料可以是与集流体不同的金属或绝缘聚合物。
当要加载的电极合剂的量较大并且电极合剂层相对较厚时，优选用不同于集流体的金属材料形成防电极变形层。电极合剂层相对较厚的情形是指电极合剂层的厚度为40μm至300μm的情形。
对集流体的类型和任何其他种类的金属没有特别限制，只要其具有与电极合剂类似的拉伸强度而不会在电池中引起化学变化即可。例如，可以使用铜、不锈钢、铝、钛，经碳、镍、钛或银等表面处理的铜或不锈钢，和铝-镉合金等。此外，它可以以各种形式使用，例如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫和非织造织物。
在本发明中，可以选择非金属的绝缘聚合物作为防电极变形层。在电极合剂的加载量相对较小并且电极合剂层的厚度相对较小的情况下，集流体和电极合剂之间的厚度差异小，并且辊压所致的伸长率差异小。因此，仅作为防电极变形层的绝缘聚合物即可足以补强辊压所致的伸长率的差异。电极合剂层的厚度相对较小的情形是指电极合剂层的厚度为1μm至70μm。
可用作防变形层的绝缘聚合物没有特别限制，只要其对电解质组分具有耐化学性即可，并且具体包括选自由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯(PB)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、天然橡胶和合成橡胶组成的组的一种以上。通过在单面电极中在集流体的未涂覆电极合剂的一个表面上形成绝缘聚合物层，可以获得防止短路的效果。
防电极变形层的厚度与电极合剂层的厚度之比可以根据组成材料的物理性质和辊压速率等来适当选择。
在本发明的优选实施方式中，集流体和防电极变形层可以是复层金属。
复层金属是指通过异金属键和添加具有基底金属所不具有的新特性的材料而产生的具有新性质的金属材料。
由于复层金属是通过不同金属之间的键合形成的并且可以具有多层结构，因此，如果具有多层结构的复层金属包括可以用作集流体的金属(例如铝和铜等)和具有与电极合剂的拉伸强度相似的拉伸强度的金属，则具有这种多层结构的复层金属可以是本发明的集流体和防电极变形层。即，在这种情况下，复层金属的一部分充当集流体，而剩余部分成为防变形层。
这种复层金属本身具有防变形层。因此，当这种复层金属用作集流体时，不需要单独的形成防变形层的过程。
制造复层金属的方法分为三类，包括热和冷压法、爆炸压力粘合法和树脂粘合法。热和冷压法是在材料通过复层设备时对材料施加压力从而使其粘合的方法。爆炸压力粘合法是通过爆炸性爆炸产生的冲击能量来使材料接合的方法。在树脂粘合法中，使用粘弹性树脂等来将材料粘合。
由于复层金属可以具有多层结构，因此可以适当地调节每个金属层的厚度比例以实现本发明的效果。每个金属层的厚度比例应考虑金属本身的拉伸强度和导电率以及电极合剂层的拉伸强度。
如下文所述，铜集流体在辊压下具有高的伸长率/变形率。因此，包含铜材料和具有高拉伸强度的不锈钢的复层金属对于获得本发明的效果是最有利的。
另一方面，二次电池用单面电极通常位于电极组件的最上端和最下端的最外表面，而其上未涂覆有单面电极的电极合剂的集流体表面面向电极组件的外周表面，从而允许集流体的金属表面暴露。因此，优选对未涂覆有电极合剂的集流体表面涂覆绝缘聚合物或贴附绝缘聚合物片或膜。
在本发明中，当选择金属作为集流体上的防变形层时，可以在防变形层上形成绝缘聚合物层以防止金属暴露。
图3是本发明的实施方式的单面电极200的截面图。参照图3，单面电极200包括：集流体210；形成在所述集流体的一个表面上的电极合剂层220；形成在所述集流体的另一表面上的防电极变形层230；和形成在所述防电极变形层上的绝缘聚合物层240。
绝缘聚合物的种类没有特别限制，只要其具有绝缘性即可。绝缘聚合物的实例包括选自由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯(PB)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、天然橡胶和合成橡胶组成的组的一种以上。
在集流体或防电极变形层上形成绝缘聚合物层以防止金属由于金属作为防电极变形层的材料而暴露的情况下，绝缘聚合物层的厚度可以是3μm至100μm，优选10μm至80μm，更优选15μm至60μm。当绝缘聚合物层的厚度小于3μm时，它太薄而不易去除，而当厚度大于100μm时，从经济角度而言不优选。
可以通过已知方法在集流体或防电极变形层上形成绝缘聚合物层。具体地，可以涂覆聚合物溶液，或者可以购买和贴附聚合物片。
考虑到材料的物理性质、集流体的厚度和电极合剂的厚度比例、以及集流体和电极合剂的辊压所致的伸长率的差异，可以适当地选择防电极变形层的厚度。
在电极合剂层的厚度与集流体的厚度相似并且辊压所致的伸长率的差异很小时，不需要防电极变形层，或者可以将防电极变形层调节为非常薄。相反，当电极合剂层和集流体具有较大的厚度差异、并且它们之间的辊压所致的伸长率的差异较大时，可以将防电极变形层控制得较厚。然而，就经济性或生产便利性而言，防电极变形层与电极合剂层一样厚是不优选的。
在本发明中，电极可以是正极或负极，特别是可以是负极。这是因为在负极的情形中，铜通常用作集流体。在铜的情形中，由于材料的特性，辊压所致的伸长率较大，这可能导致辊压后的伸长率的差异较大。因此，在应用铜集流体的单面电极的情形中，本发明的防电极变形层非常有用。
在本发明中，集流体材料没有特别限制，只要其具有导电性而不会引起电池中的化学变化即可。例如，可以使用铜、不锈钢、铝、镍、钛、煅烧碳，经碳、镍、钛或银等表面处理的铜或不锈钢，以及铝-镉合金等。此外，可以在表面上形成细微的不规则物以增强电极活性材料的粘合力，并且它可以以各种形式使用，例如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫和非织造织物。
根据本发明的一个实施方式，集流体优选为选自由铝、铜、钛、镍、不锈钢或其合金组成的组中的一种。
本发明还提供包含所述电极的二次电池。
本发明的二次电池的种类没有特别限制，但其具体实例包括锂离子二次电池、锂聚合物二次电池和锂离子聚合物电池，其具有诸如高的能量密度、放电电压和输出稳定性等优点。
通常，锂二次电池由正极、负极、隔膜和含有锂盐的非水性电解质组成。
例如，可以通过在正极集流体和/或延长的集流体单元上涂覆正极活性材料、导电材料和粘合剂的混合物然后进行干燥来制备正极。如果需要，可以进一步向混合物中添加填料。
正极活性材料可以是但不限于：层状化合物，例如氧化锂钴(LiCoO2)、氧化锂镍(LiNiO2)或者取代有一个以上过渡金属的化合物；锂锰氧化物，例如Li1+xMn2-xO4(此处，x为0至33)、LiMnO3、LiMn2O3和LiMnO2；锂铜氧化物(Li2CuO2)；钒氧化物，例如LiV3O8、LiFe3O4、V2O5和Cu2V2O7；由LiNi1-xMxO2(此处，M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，且x＝0.01至0.3)表示的锂镍氧化物；由LiMn2-xMxO2(其中M＝Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta,x＝0.01至0.1)或Li2Mn3MO8(其中M＝Fe、Co、Ni、Cu或Zn)表示的锂锰复合氧化物；其中部分Li被碱土金属离子取代的LiMn2O4；二硫化物化合物；Fe2(MoO4)3等。
基于包括正极活性材料的混合物的总重量，导电材料通常以1重量％至30重量％的量添加。这种导电材料没有特别限制，只要其具有导电性而不会引起电池中的化学变化即可，并且其实例包括：石墨，例如天然石墨和人造石墨；炭黑，例如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽黑、炉黑、灯黑、夏黑等；导电纤维，例如碳纤维和金属纤维；金属粉末，例如氟化碳、铝和镍粉；导电晶须，例如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，例如氧化钛；和诸如聚亚苯基衍生物等导电材料。
基于含有正极活性材料的混合物的总重量，粘合剂的加入量为1重量％至30重量％，其是辅助活性材料与导电材料之间的粘合以及与集流体的粘合的组分。这种粘合剂的实例包括聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯丁烯橡胶、氟橡胶以及各种共聚物等。
可选地使用填料作为抑制正极膨胀的组分，并且填料不受特别限制，只要它是纤维状材料而不引起电池中的化学变化即可。填料的实例包括：烯烃聚合物，例如聚乙烯和聚丙烯；纤维材料，例如玻璃纤维和碳纤维。
可以通过在负极集流体和/或延长的集流体单元上涂覆负极活性材料并干燥负极活性材料来形成负极。可选地，负极还可包括上文描述的组分。
负极活性材料的实例包括：碳，例如非石墨化碳和石墨碳；金属复合氧化物，例如LixFe2O3(0≤x≤1)、LixWO2(0≤x≤1)、SnxMe1-xMe’yOz(Me:Mn,Fe,Pb,Ge；Me’:Al,B,P,Si,元素周期表的1、2和3族，卤素；0<x≤1；1≤y≤3；1≤z≤8)；锂合金；硅合金；锡合金；金属氧化物，例如SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4和Bi2O5；导电聚合物，例如聚乙炔；和Li-Co-Ni-基材料。
隔膜位于正极和负极之间，并且使用具有高离子渗透性和机械强度的绝缘薄膜。隔膜的孔径通常为0.01微米至10微米，厚度通常为5微米至300微米。这种隔膜的实例包括：烯烃类聚合物，例如聚丙烯，其具有耐化学性和疏水性；由玻璃纤维或聚乙烯等制成的片材或非织造织物。当使用诸如聚合物等固体电解质作为电解质时，固体电解质也可以充当隔膜。
电解质可以是含有锂盐的非水性电解质，由非水性电解质和锂盐组成。非水性电解质包括非水性有机溶剂、有机固体电解质和无机固体电解质等，但本发明不限于此。
非水性有机溶剂的实例包括N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四羟基呋喃、2-甲基四氢呋喃、二甲亚砜、1,3-二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、焦磷酸甲酯、丙酸乙酯等。
有机固体电解质的实例包括聚合物电解质，例如聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、搅拌赖氨酸、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯、以及包含离子解离基团的聚合物等。
无机固体电解质的实例包括Li的氮化物、卤化物和硫酸盐，例如Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSiO4、LiSiO4-LiI-LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4-LiI-LiOH和Li3PO4-Li2S-SiS2。
锂盐是在非水性电解质中可溶的物质。锂盐的实例包括LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼烷锂、低级脂肪族羧酸锂、四苯基硼酸锂和亚胺化物等。
出于改善充/放电特性、阻燃性等的目的，可以在非水性电解质中加入吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、乙二胺、正甘醇二甲醚、六磷酸三酰胺、硝基苯衍生物、硫、醌亚胺染料、N-取代的噁唑烷酮、N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化铝等。在某些情况下，可以进一步加入含卤素的溶剂(例如四氯化碳或三氟乙烯)以赋予不燃性，或者可以进一步加入二氧化碳气体以改善高温储存特性，并且可以进一步添加FEC(氟代碳酸亚乙酯)和PRS(丙烯磺酸内酯)等。
在一个具体实例中，可以将诸如LiPF6、LiClO4、LiBF4和LiN(SO2CF3)2等锂盐添加到作为高介电溶剂的环式碳酸酯EC或PC与作为低粘度溶剂的线性碳酸酯DEC、DMC或EMC的混合溶剂中，由此制备含有锂盐的非水性电解质。
本发明的二次电池用单面电极可以使用以下步骤制造：(a)将防电极变形层层叠在集流体的一个表面上，然后施加热和压力；(b)将包含电极活性材料和溶剂的电极活性材料浆料涂覆于所述集流体的另一表面上；(c)干燥涂布有电极活性材料浆料的电极；和(d)辊压所述电极至预定厚度。
在本发明的优选实施方式中，还可以通过在步骤(a)和(b)之间在防电极变形层上进一步涂覆聚合物溶液或贴附聚合物片来防止金属暴露。
下文将参照本发明的实施方式详细描述本发明，但本发明的范围不限于此。
<实施例1>
制备含铜和不锈钢的复层金属(8μm+12μm)。其后，将电极浆料(通过将LiNi0.55Mn0.30Co0.15O2、作为导电材料的Denka黑和作为粘合剂的聚偏二氟乙烯以96:2:2的重量比混合然后添加NMP而制备)涂覆在所述复合金属上以具有200μm的厚度。然后，将其干燥并辊压以生产单面电极片。
<实施例2>
将厚度为12μm的不锈钢层叠(laminate)在作为集流体的厚度为8μm的铜箔的一侧上，然后施加热和压力以形成防电极变形层。而后将电极浆料(通过将LiNi0.55Mn0.30Co0.15O2、作为导电材料的Denka黑和作为粘合剂的聚偏二氟乙烯以96:2:2的重量比混合然后添加NMP而制备)涂覆到铜箔的另一侧以具有200μm的厚度。然后，将其干燥并辊压以制备单面电极片。
<实施例3>
将聚丙烯溶液涂覆到作为集流体的厚度为8μm的铜箔上以具有12μm的厚度，并干燥以形成防电极变形层。其后，涂覆电极浆料使其具有40μm的厚度，然后干燥和辊压以制备单面电极片。
<实施例4>
以与实施例1中相同的方式制造单面电极片，不同之处在于在实施例1中使用含铝和不锈钢的复合金属(8μm+12μm)。
<实施例5>
以与实施例2中相同的方式制造单面电极片，不同之处在于使用铝箔代替实施例2中的铜箔作为集流体。
<实施例6>
以与实施例3中相同的方式制造单面电极片，不同之处在于使用铝箔代替实施例3中的铜箔作为集流体。
<比较例1>
将实施例1的电极浆料以相同厚度涂覆在厚度为20μm的铜箔上，然后干燥和辊压以生产单面电极片。
<比较例2>
将实施例2的电极浆料以相同厚度涂覆在厚度为20μm的铝箔上，然后干燥和辊压以生产单面电极片。
实验例：测量曲率半径
将实施例1至6和比较例1和2的各个单面电极片切割成60mm×60mm的片以制备样品。测量样品底部(底面)的垂直激发程度，并计算基面上1mm的曲率半径。结果如表1所示。
[表1]
是否存在防电极变形层 集流体厚度(μm) 曲率半径(mm)
实施例1 是 8+12 60
实施例2 是 8+12 42
实施例3 是 8+12 51
实施例4 是 8+12 35
实施例5 是 8+12 37
实施例6 是 8+12 22
比较例1 否 20 20
比较例2 否 20 14
参照表1，在实施例1至3和比较例1中，使用铜材料作为集流体，可以确认，实施例1至3的电极片的曲率半径是比较例1的电极片的曲率半径的两倍以上。具体地，比较例1的电极的厚度(20μm)和实施例1至3的包括添加至集流体的防电极变形层的集流体的厚度(20μm＝8μm+12μm)相同，均为20μm，但实施例1至3的电极凭借添加至集流体的防电极变形层而在电极片的弯曲方面得到极大改善。应当理解，当如实施例1中那样使用复层金属时，该效果进一步最大化。实施例4至6和比较例2的曲率半径测量结果也显示出与上述相同的趋势。
结果，本发明的单面电极凭借添加到至集流体的防电极变形层而具有改善电极片的弯曲的效果，并且预期会改善随后过程中的工作便利性并提高生产力。
[符号说明]
10：现有的单面电极
11：集流体
12：电极合剂层
100,200：单面电极，本发明的实施方式
110,210：集流体
120,220：电极合剂层
130,230：防电极变形层
240：绝缘聚合物层。

Claims (15)

1.一种二次电池用单面电极，其包含：
集流体；
涂覆于所述集流体的一个表面上的电极合剂层；和
形成于所述集流体的未涂覆所述电极合剂的另一表面上的防电极变形层。
2.如权利要求1所述的单面电极，其中，所述防电极变形层由与所述集流体的金属不同的金属制成。
3.如权利要求1所述的单面电极，其中，所述防电极变形层由绝缘聚合物材料制成。
4.如权利要求2所述的单面电极，其中，所述电极合剂层的厚度为40μm至300μm。
5.如权利要求2所述的单面电极，其中，所述集流体和所述防电极变形层由复层金属一体形成。
6.如权利要求5所述的单面电极，其中，所述复层金属包含选自铜、钛、镍、不锈钢或其合金组成的组的两种以上。
7.如权利要求5所述的单面电极，其中，所述复层金属包含铜金属和不锈钢。
8.如权利要求2所述的单面电极，其中，在所述防电极变形层上进一步形成绝缘聚合物层。
9.如权利要求3所述的单面电极，其中，所述电极合剂层的厚度为1μm至70μm。
10.如权利要求1所述的单面电极，其中，所述防电极变形层的拉伸强度为所述电极合剂层的拉伸强度的80％至120％。
11.如权利要求3或8所述的单面电极，其中，所述绝缘聚合物由选自由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、天然橡胶和合成橡胶组成的组的一种或多种制成。
12.如权利要求1所述的单面电极，其中，所述电极是负极。
13.一种二次电池，其包含权利要求1所述的单面电极。
14.一种制备权利要求1所述的二次电池用单面电极的方法，其包括以下步骤：
(a)将防电极变形层层叠在集流体的一个表面上，然后施加热和压力；
(b)将包含电极活性材料和溶剂的电极活性材料浆料涂覆于所述集流体的另一表面上；
(c)将涂覆有所述电极活性材料浆料的电极干燥；和
(d)辊压所述电极以具有预定厚度。
15.如权利要求14所述的方法，其进一步包括在步骤(a)和步骤(b)之间的以下步骤：在所述防电极变形层上涂覆聚合物溶液或贴附聚合物片。
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