CN116349023A - 用于二次电池的电极、包括其的二次电池、和制造电极的方法 - Google Patents

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Abstract

根据本公开内容实施方式的用于二次电池的电极包括：电极集电器；和位于所述电极集电器上的电极层，其中所述电极层包括在其中干混有活性材料、导电材料、和粘合剂的电极组合物，其中所述粘合剂包括第一纤维和从所述第一纤维进行纤维化的第二纤维，并且其中所述第一纤维的直径大于所述第二纤维的直径。

Description

用于二次电池的电极、包括其的二次电池、和制造电极的方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年10月21日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请第10-2020-0137053号和于2021年10月15日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请第10-2021-0137264号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容以其整体并入本文中。
本公开内容涉及一种用于二次电池的电极、包括其的二次电池、和制造电极的方法，且更具体地，涉及一种具有改善的抗拉强度和柔性的用于二次电池的电极、包括其的二次电池、和制造电极的方法。
背景技术
随着技术发展和对于移动装置的需求增加，对于作为能源的二次电池的需求已迅速增加。在这些二次电池中，具有高能量密度和高电压、长循环寿命、和第自放电率的锂二次电池可商购并被广泛使用。
特别是，二次电池已作为诸如电动自行车、电动汽车、和混合电动汽车之类的电力驱动装置的能源、以及诸如移动电话、数码摄像机、笔记本计算机、和可穿戴装置之类的移动装置的能源而备受关注。
除此之外，随着对于环境问题的关注增加，经常对电动汽车、混合电动汽车等进行研究，它们可取代作为空气污染主要原因之一的诸如汽油车和柴油车之类的使用化石燃料的汽车。尽管镍金属氢化物二次电池主要被用作电动汽车和混合电动汽车的电源，但对于使用具有高能量密度的锂二次电池的研究正在积极地进行，其中的一部分已处于商业化阶段。
常规的用于二次电池的电极通常以湿式进行制造。然而，当以湿式制造电极时，基本上需要在高温下的热处理工序，存在着金属氧化物可能受损的风险。因此，越来越需要发展以干式制造的电极。
发明内容
技术问题
本公开内容的发明目的在于提供一种具有改善的抗拉强度和柔性的用于二次电池的电极、包括其的二次电池、和制造电极的方法。
本公开内容的发明目的不限于前述的发明目的，并且本文中未描述的其他发明目的应当从下述详细的描述和随附的附图中为本领域技术人员清楚理解。
技术方案
根据本公开内容的实施方式，提供一种用于二次电池的电极，包括：电极集电器；和位于所述电极集电器上的电极层，其中所述电极层包括在其中干混有活性材料、导电材料、和粘合剂的电极组合物，其中所述粘合剂包括第一纤维和从所述第一纤维进行纤维化的第二纤维，并且其中所述第一纤维的直径大于所述第二纤维的直径。
所述第一纤维的直径可以是6.1μm或更大且64.9μm或更小。
所述第二纤维的直径可以是0.01μm或更大且2.0μm或更小。
所述粘合剂的含量可以是基于所述电极组合物总重量的1重量％至5重量％。
所述用于二次电池的电极可具有0.01度或更大且5.0度或更小的接触角(Contactangle)偏差。
所述粘合剂可包括聚四氟乙烯(PTFE,Polytetrafluoroethylene)。
所述活性材料可包括选自由锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)、锂锰氧化物、锂铜氧化物(Li2CuO2)、钒氧化物、Ni位型锂镍氧化物、锂锰复合氧化物、具有尖晶石结构的锂锰复合氧化物、式中的部分Li用碱土金属离子取代的LiMn2O4、二硫化合物、Fe2(MoO4)3、和锂锰氧化物(LMO,Lithium Manganese Oxide)构成的群组中的至少一者。
所述电极组合物被制造成自立式膜，并且所述自立式膜可附接至所述电极集电器上。
所述自立式膜可具有13kgf/cm2或更大且30kgf/cm2或更小的抗拉强度。
根据本公开内容的另一实施方式，提供一种制造用于二次电池的电极的方法，所述方法包括下述步骤：干混活性材料、导电材料、和粘合剂以制备混合物；以第一速度将剪切力施加至所述混合物以制备第一电极组合物；以第二速度将剪切力施加至所述第一电极组合物以制备第二电极组合物；和制造在其中包括所述第二电极组合物的电极层位于电极集电器上的用于二次电池的电极，其中所述第一速度快于所述第二速度。
所述第一电极组合物中包括的粘合剂包括第一纤维，所述第二电极组合物中包括的粘合剂包括所述第一纤维和从所述第一纤维进行纤维化的第二纤维，并且所述第一纤维的直径可大于所述第二纤维的直径。
所述第一纤维的直径可以是6.1μm或更大且64.9μm或更小。
所述第二纤维的直径可以是0.01μm或更大且2.0μm或更小。
所述第一速度可以是2000rpm至6000rpm，并且所述第二速度可以是1rpm至50rpm。
所述粘合剂的含量可以是基于所述电极组合物总重量的1重量％至5重量％。
所述粘合剂可包括聚四氟乙烯(PTFE,Polytetrafluoroethylene)。
所述活性材料可包括选自由锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)、锂锰氧化物、锂铜氧化物(Li2CuO2)、钒氧化物、Ni位型锂镍氧化物、锂锰复合氧化物、具有尖晶石结构的锂锰复合氧化物、式中的部分Li用碱土金属离子取代的LiMn2O4、二硫化合物、Fe2(MoO4)3、和锂锰氧化物(LMO,Lithium Manganese Oxide)构成的群组中的至少一者。
在制造在其中包括所述第二电极组合物的电极层位于电极集电器上的用于二次电池的电极的步骤中，所述第二电极组合物可被制造成自立式膜并且附接至所述电极集电器上。
所述自立式膜可具有13kgf/cm2或更大且30kgf/cm2或更小的抗拉强度。
根据本公开内容的又另一实施方式，提供一种包括以上提及的用于二次电池的电极的二次电池。
有益效果
根据本公开内容的实施方式，用于二次电池的电极和包括其的二次电池可以以包括高速度高剪切混合步骤和低速度高剪切混合步骤的干式进行制造，由此改善电极的抗拉强度和柔性。
本公开内容的效果不限于以上提及的效果，以上未描述的额外其他效果将从随附的权利要求书的描述中为本领域技术人员清楚理解。
附图说明
图1是示意性示出根据本公开内容实施方式的用于二次电池的电极的电极组合物的图表；
图2是示出根据本发明另一实施方式的制造用于二次电池的电极的方法的流程图；
图3是用于按照本公开内容的实施例和比较例的用于二次电池的电极中包括的粘合剂的第一纤维直径比较抗拉强度、延伸率、和接触角偏差的曲线图；和
图4是用于按照本公开内容的实施例和比较例的用于二次电池的电极中包括的粘合剂的第二纤维直径比较抗拉强度、延伸率、和接触角偏差的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参照随附的附图详细描述本公开内容的各种实施方式，从而本领域技术人员可容易地实施它们。本公开内容可以各种不同方式改进，且未受限于本文中阐述的实施方式。
现在，将描述根据本公开内容实施方式的用于二次电池的电极。
根据本公开内容实施方式的用于二次电池的电极包括电极集电器；和由电极集电器上的自立式膜(free standing film)形成的电极层。电极层包括在其中干混有活性材料、导电材料、和粘合剂的电极组合物。
电极层可在首先生产自立式膜之后通过层压工艺来形成，并且自立式膜附接至电极集电器上。在此，所述自立式膜可具有13kgf/cm2或更大且30kgf/cm2或更小的抗拉强度。
由此，自立式膜可处于在其中电极组合物中包括的活性材料、导电材料、和粘合剂用高结合力彼此混合的状态下，并且自立式膜可容易地以卷(roll)的形式进行存储。进一步地，改善了生产率，并且可有效改善电极的柔性。然而，当自立式膜的抗拉强度小于13kgf/cm2时，在充电和放电期间，在电极中的电极活性材料之间生成裂纹，且电极的柔性降低，并因此在制造过程中存储可能不易。
进一步地，用于二次电池的电极可具有0.01度或更大且5.0度或更小的接触角(Contact angle)偏差。更优选地，用于二次电池的电极可具有0.05度或更大且4.0度或更小的接触角(Contact angle)偏差。作为示例，用于二次电池的电极可具有0.1度或更大且3.0度或更小的接触角(Contact angle)偏差。在此，接触角可意指电极表面的每个角和中心部分的接触角的平均和标准偏差。
由此，用于二次电池的电极在接触角方面具有小偏差，并因此可改善电极组合物中包括的粘合剂的可分散性。进一步地，粘合剂的桥接效果优异，并因此包括该电极组合物的电极的电阻降低效果可以优异。
然而，当用于二次电池的电极的接触角大于5.0度时，接触角的偏差可能增加，并因此电极组合物中包括的粘合剂的可分散性可能下降。除此之外，由其导致的粘合剂的桥接效果降低，包括该电极组合物的电极的电阻高，并且也可降低电池电芯的放电容量。
接下来，将详细描述根据本公开内容实施方式的用于二次电池的电极中包括的每种组分。
图1是示意性示出根据本公开内容实施方式的用于二次电池的电极的电极组合物的图表。
参照图1，在构成根据本公开内容实施方式的用于二次电池的电极中的电极层的电极组合物中，粘合剂包括位于多个活性材料颗粒100之间的第一纤维200和第二纤维300。在此，第二纤维300可从第一纤维200进行纤维化。也就是说，第二纤维300可形成为从第一纤维200延伸。更具体而言，本文中的“第二纤维300从第一纤维200进行纤维化”意指随着预定的压力和/或摩擦力被施加至第一纤维200，第二纤维300被从第一纤维200拉出或者从第一纤维200延伸。
然而，除了第二纤维300从第一纤维200进行纤维化这一事实之外，第二纤维300也可包括，但不限于，与第一纤维200分开或者通过分别聚集粘合剂颗粒而形成的纤维。
粘合剂执行改善活性材料颗粒之间的粘附和活性材料与集电器之间的粘附力的作用。其具体示例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、偏二氟乙烯-共-六氟丙烯共聚物(PVDF-co-HFP)、聚乙烯醇、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡胶(SBR)、氟橡胶、或它们的各种共聚物，并且这些可单独使用或者作为两者或更多者的混合物使用。
在一个示例中，粘合剂可包括聚四氟乙烯(PTFE)。在此，聚四氟乙烯(PTFE)的特征在于随着施加剪切力而纤维被从颗粒拉出。即，在根据本公开内容实施方式的用于二次电池的电极中，强剪切力被施加至包括聚四氟乙烯(PTFE)作为粘合剂的电极组合物，并且电极组合物可根据聚四氟乙烯(PTFE)的纤维化而通过物理混合方法进行混合。
因此，在根据本公开内容实施方式的用于二次电池的电极中，电极组合物可在没有单独的溶剂或添加剂的情况下进行干混，由此对于在活性材料颗粒之间桥接或者在活性材料颗粒和集电器之间桥接非常有效，并且也可防止在根据现有混合方法的高温下的热处理工序期间发生的活性材料的损害。
由于通过根据本公开内容实施方式的制造电极的方法施加了具有不同速度的剪切力，因而包括聚四氟乙烯(PTFE)的粘合剂可具有不同直径的从聚四氟乙烯(PTFE)颗粒拉出的纤维。在一个示例中，粘合剂包括第一纤维200和第二纤维300。第一纤维200的直径大于第二纤维300的直径。
第一纤维200的直径可以是6.1μm或更大且64.9μm或更小。更优选地，第一纤维200的直径可以是8μm或更大且60μm或更小。在一个示例中，第一纤维200的直径可以是10μm或更大且55μm或更小。
第二纤维300的直径可以是0.01μm或更大且2.0μm或更小。更优选地，第二纤维300的直径可以是0.05μm或更大且1.5μm或更小。在一个示例中，第二纤维300的直径可以是0.1μm或更大且1.0μm或更小。
因此，根据本公开内容实施方式的用于二次电池的电极具有在以上提及的范围内的粘合剂的第一纤维200和第二纤维300的直径，使得通过第一纤维200改善了抗拉强度，并且可通过第二纤维300改善了电极组合物内部的颗粒之间的桥接效果。除此之外，第一纤维200可防止粘合剂的聚集现象并改善可分散性，并因此可以在包括以上电极组合物的电极的电阻降低效果方面优异。
与此不同，当第一纤维200的直径在以上提及的范围之外时，聚集现象通过第一纤维200的防止可能降低，使得抗拉强度和延伸率二者均可降低，并且电极组合物的可分散性也可降低。进一步地，当第二纤维300的直径太大时，电极组合物内部的颗粒之间的桥接效果可能降低。
进一步地，粘合剂的含量可以是基于电极组合物总重量的1重量％至5重量％。更优选地，粘合剂的含量可以是基于电极组合物总重量的1.5重量％至4.5重量％。在一个示例中，粘合剂含量可以是基于电极组合物总重量的2重量％至4重量％。
因此，根据本公开内容实施方式的用于二次电池的电极包括在以上提及的范围内的粘合剂，由此可将粘合剂的纤维化最大化，并且电极组合物内部的颗粒之间的桥接效果可以优异，并因此抗拉强度可以优异。除此之外，可防止粘合剂的聚集现象并改善可分散性，并因此可以在包括以上电极组合物的电极的电阻降低效果方面优异。
与此不同，当粘合剂的总含量小于1重量％时，电极组合物内部的颗粒之间的桥接效果不足，并因此抗拉强度也可极大地下降。进一步地，当粘合剂的总含量大于5重量％时，在包括该电极组合物的电极中，粘合剂充当电阻，这导致难以期待高输出的问题。
活性材料可以是正极活性材料。正极活性材料可包括，例如，锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)、锂锰氧化物、锂铜氧化物(Li2CuO2)、钒氧化物、Ni位型锂镍氧化物、锂锰复合氧化物、具有尖晶石结构的锂锰复合氧化物、式中的部分Li用碱土金属离子取代的LiMn2O4、二硫化合物、Fe2(MoO4)3、和类似者。
在一个示例中，活性材料可包括锂锰氧化物(LMO,Lithium Manganese Oxide)。在此，活性材料可以以基于电极组合物总重量的85重量％至99重量％的量来包括。更优选地，活性材料可以以基于电极组合物总重量的87重量％至98重量％的量来包括。在一个示例中，活性材料可以以基于电极组合物总重量的89重量％至97重量％的量来包括。
导电材料被用于赋予电极导电性，并且可没有特别限制地使用导电材料，只要其具有导电性且不在待配置的电池中引起化学变化即可。其具体示例包括碳基材料，诸如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、热炭黑、碳石墨烯和碳纤维；石墨，诸如天然石墨和人工石墨；金属粉末或金属纤维，诸如铜、镍、铝和银；导电晶须，诸如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，诸如氧化钛；或导电聚合物，诸如聚苯撑衍生物，并且这些可单独使用或者作为两者或更多者的混合物使用。在此，导电材料可以以基于电极总重量的1重量％至10重量％的量来包括。
以上提及的用于二次电池的电极可作为正极而被包括在根据本公开内容另一实施方式的二次电池中。更具体而言，根据本公开内容另一实施方式的二次电池可包括含正极、负极、和插置在所述正极和所述负极之间的隔板的电极组件、和电解质。
类似于用于二次电池的电极，负极可通过将包括负极活性材料、聚合物材料、导电材料、和类似者的负极浆料施加至负极集电器来制造。
负极也可制造成在其中包括负极活性材料的负极浆料附接至或施加至负极集电器上的形式，并且负极浆料可如上所述进一步包括导电材料和聚合物材料与负极活性材料一起。
本领域中常见的用于锂二次电池的负极活性材料可被用作负极活性材料。在一个示例中，可使用诸如锂金属、锂合金、石油焦炭、活性炭(activated carbon)、石墨(graphite)、硅、锡、金属氧化物或其他碳之类的材料。
负极集电器没有特别限制，只要其具有高导电性且不会对电池导致化学变化即可。例如，可使用铜、不锈钢、铝、镍、钛、煅烧碳、表面已经碳、镍、钛、银等处理的铜或不锈钢、铝镉合金、和类似者。
隔板用于分离负极和正极并提供锂离子迁移的通道。可没有特别限制地使用任何隔板，只要其通常被用作锂二次电池中的隔板即可。特别是，对于电解质具有优异的水分保持能力同时对于电解质离子迁移具有低阻力的隔板是优选的。
除此之外，本文中使用的电解液可包括有机液体电解质、无机液体电解质、固体聚合物电解质、凝胶型聚合物电解质、固体无机电解质、熔融型无机电解质、或类似者，其可用于生产锂二次电池中，但不限于此。
具体而言，电解液可包括有机溶剂和锂盐。作为有机溶剂，可没有特别限制地使用任何溶剂，只要其可充当电池的电化学反应中涉及的离子可迁移的介质即可。可没有特别限制地使用锂盐，只要其是锂二次电池中使用的能够提供锂离子的化合物即可。
为了改善电池的寿命特性、抑制电池容量的降低、和改善电池的放电容量，除了以上电解质组分之外，例如，电解液可进一步包括一种或多种添加剂，比如卤代碳酸烷撑酯基化合物，诸如二氟代碳酸乙烯酯；吡啶；亚磷酸三乙酯；三乙醇胺；环醚；乙二胺；乙二醇二甲醚(glyme)；六磷酸三酰胺；硝基苯衍生物；硫；醌亚胺染料；N-取代的□唑烷酮；N,N-取代的咪唑烷；乙二醇二烷基醚；铵盐；吡咯；2-甲氧基乙醇、或三氯化铝。在这种情况下，添加剂可以以基于电解液总重量的0.1重量％至5重量％的量来包括。
图2是示出根据本发明另一实施方式的制造用于二次电池的电极的方法的流程图。
参照图2，根据本实施方式的制造用于二次电池的电极的方法包括混合活性材料、导电材料、和粘合剂的预混合步骤(S10)、以第一速度施加剪切力以制备第一电极组合物的高速度混合步骤(S20)、以第二速度将剪切力施加至第一电极组合物以制备第二电极组合物的低速度混合步骤(S30)、和使用第二电极组合物制造自立式膜的步骤(S40)、以及在将自立式膜附接至电极集电器上之后通过层压工序制造电极的步骤(S50)。
在此，在预混合步骤(S10)中，混合活性材料、导电材料、和粘合剂可进行干混。第一速度快于第二速度。
更具体而言，第一速度可以是2000rpm至6000rpm，第二速度可以是1rpm至50rpm。在一个示例中，第一速度可以是2500rpm至5500rpm，第二速度可以是5rpm至40rpm。
因此，以在上述范围内的速度执行高速度混合步骤(S20)，使得可施加足够的内压力和摩擦力以允许进行聚四氟乙烯(PTFE)的纤维化。然而，在高速度混合步骤(S20)的情况下，混合速度相对较快并且聚四氟乙烯(PTFE)的聚集可发生得较快，使得可形成具有相对大直径的第一纤维200，并因此可进一步改善电极的抗拉强度。
另一方面，如果高速度混合步骤(S20)以在以上提及的范围外的过高的速度进行，则形成了具有过大直径的第一纤维200，这可使得难以从第一纤维200纤维化第二纤维300。此外，相比之下，如果以过低的速度进行，则可形成具有过小直径的第一纤维200，由此降低了电极的抗拉强度。
进一步地，以在以上提及的范围内的速度执行低速度混合步骤(S30)，并因此，混合速度相对非常低，并且强内压力被施加至聚四氟乙烯(PTFE)，同时施加摩擦力的速度可能非常慢。即，在低速度混合步骤(S30)中，可以以在以上提及的范围内的速率通过聚四氟乙烯(PTFE)之间的接触或者聚四氟乙烯(PTFE)和活性材料之间的接触而形成具有相对小直径的第二纤维300，由此可改善电极组合物内部的颗粒之间的桥接效果。
另一方面，如果低速度混合步骤(S30)以在以上提及的范围外的过高的速度进行，则形成了具有过大直径的第二纤维300，可降低电极组合物中的颗粒之间的桥接度。进一步地，相比之下，如果混合步骤以过低的速度进行，则存在发生第二纤维300之间的聚集现象的问题。
在下文中，将通过更具体的实施例的方式描述本公开内容的内容。然而，下述实施例仅出于说明目的，且本公开内容的范围不限于此。
<实施例1>
执行制备在其中活性材料、导电材料、和粘合剂使用Waring搅拌机(blender)进行干混的混合物的预混合步骤。在此，活性材料是95重量％的锂锰氧化物(LMO,LithiumManganese Oxide)，导电材料是2重量％的Super C65。进一步地，粘合剂是3重量％的聚四氟乙烯(PTFE)。此时，以5000rpm执行预混合步骤(S10)1分钟，使得仅诱导了活性材料、导电材料、和粘合剂的混合。
然后，使用Nobilta NOB-130设备(可购自Hosokawa Micron)执行高速度混合步骤(S20)，在其中以第一速度将剪切力施加至预混合步骤(S10)中制备的混合物以制备第一电极组合物。此时，以3000rpm执行高速度混合步骤(S20)10分钟，使得第一纤维200形成在第一电极组合物中。
然后，使用Bench Kneader PBV-0.1L设备(可购自Irie Shokai)执行低速度混合步骤(S30)，在其中以第二速度将剪切力施加至高速度混合步骤(S20)中制备的第一电极组合物以制备第二电极组合物。此时，以10rpm执行低速度混合步骤(S30)5分钟，使得第二纤维300与第一纤维200一起形成在第二电极组合物中。
<实施例2>
以与实施例1中相同的方式制备电极组合物，不同之处在于：在实施例1中，以5000rpm执行高速度混合步骤(S20)。
<实施例3>
以与实施例1中相同的方式制备电极组合物，不同之处在于：在实施例1中，以5000rpm执行高速度混合步骤(S20)，并以30rpm执行低速度混合步骤(S20)。
<比较例1>
以与实施例1中相同的方式制备电极组合物，不同之处在于：在实施例1中，以500rpm执行高速度混合步骤(S20)。
<比较例2>
以与实施例1中相同的方式制备电极组合物，不同之处在于：在实施例1中，以5000rpm执行高速度混合步骤(S20)2分钟。
<比较例3>
以与实施例1中相同的方式制备电极组合物，不同之处在于：在实施例1中，以60rpm执行低速度混合步骤(S30)。
<比较例4>
以与实施例1中相同的方式制备电极组合物，不同之处在于：在实施例1中，以100rpm执行低速度混合步骤(S30)。
<实验例1(纤维直径的测量)>
对实施例1至3和比较例1至4中制备的每个电极组合物分析约30或更多个SEM图像，并计算测量的纤维直径的平均值。结果示出在下表1中。
[表1]
Figure BDA0003898041210000121
<实验例2(抗拉强度和延伸率的测量)>
对于分别在实施例1至3和比较例1至4中制备的电极组合物，使用Roll Mill设备(可购自Inoue MFG)执行制造长度为20mm且宽度为20mm的自立式膜的自立式膜制造步骤(S30)。对于每个制造的自立式膜，用夹具固定两端，然后使用Instron UTM设备以50mm/min的速度分别测量自立式膜的抗拉强度。结果示出在下表2中。
进一步地，通过将断裂时的长度/每个制造的自立式膜的初始样品的长度乘以100来计算延伸率，并且结果示出在下表2中。
[表2]
Figure BDA0003898041210000122
Figure BDA0003898041210000131
<实验例3(接触角的测量)>
参照图2，对于实施例1至3和比较例1至4，将实验例2中制造的自立式膜辊压在作为铝箔的集电器上，然后将负载值设定为5mAh/cm2并且孔隙率(porosity)设定为30％。在这些条件下，执行了制造正极的电极制造步骤(S40)。然后，将每个制造的电极随机取样为5cm×5cm，并将200μl的蒸馏水滴在对应每个角和中心部分的总计5个位置上以测量接触角，并计算平均和标准偏差。结果示出在下表3中。
[表3]
Figure BDA0003898041210000132
<实验结果分析>
图3是用于按照本公开内容的实施例和比较例的用于二次电池的电极中包括的粘合剂的第一纤维200的直径比较抗拉强度、延伸率、和接触角偏差的曲线图。特别是，图3是在表1至表3中示出的结果中用于分别比较实施例1至3、比较例1和2的抗拉强度、延伸率、和接触角偏差的曲线图。此时，第一纤维200的直径按照比较例2、实施例1、实施例2、实施例3、和比较例1的顺序逐步减小。
在比较例2的情况下，第一纤维200的直径是65μm，其具有比实施例大的值，而在比较例1的情况下，第一纤维200的直径是6μm，其具有比实施例小的值。
参照图3，可以确认的是，比较例2在抗拉强度、延伸率、和接触角偏差方面并非优异。进一步地，可以确认的是，比较例1在接触角偏差方面优异，但在抗拉强度和延伸率方面并非优异。即，当第一纤维200的直径与实施例相比太大时，可以确认的是，抗拉强度、延伸率、和接触角偏差并非都优异。除此之外，当第一纤维200的直径与实施例相比太小时，可以确认的是，接触角偏差优异，但降低了抗拉强度和延伸率。
由此，当粘合剂中包括的第一纤维200具有与实施例1至3相同的直径时，可以确认的是，抗拉强度、延伸率、和接触角偏差作为整体均优异。
图4是用于按照本公开内容的实施例和比较例的用于二次电池的电极中包括的粘合剂的第二纤维直径比较抗拉强度、延伸率、和接触角偏差的曲线图。特别是，图4是在表1至表3中示出的结果中用于分别比较实施例1至3、比较例3，和比较例4的抗拉强度、延伸率、和接触角偏差的曲线图。此时，第二纤维300的直径按照实施例1至3、比较例3、和比较例4的顺序逐步增加。
参照图4，可以确认的是，延伸率逐步优异，但随着第二纤维300的直径逐步增加，抗拉强度和接触角偏差逐步降低。即，当第二纤维300的直径与实施例相比太大时，可以确认的是，抗拉强度和接触角偏差并非优异。
因此，当粘合剂中包括的第二纤维具有与实施例1至3相同的直径时，可以确认的是，抗拉强度、延伸率、和接触角偏差作为整体均优异。
尽管以上参照优选实施方式已示出并描述了本发明，但本公开内容的范围不限于此，并且使用随附的权利要求书中限定的发明的原理，本领域技术人员可设计多种其他变形和改进，这些也将落入本公开内容的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种用于二次电池的电极，包括：
电极集电器；和
位于所述电极集电器上的电极层，
其中所述电极层包括在其中干混有活性材料、导电材料、和粘合剂的电极组合物，
其中所述粘合剂包括第一纤维和从所述第一纤维进行纤维化的第二纤维，并且
其中所述第一纤维的直径大于所述第二纤维的直径。
2.根据权利要求1所述的用于二次电池的电极，其中：
所述第一纤维的直径是6.1μm或更大且64.9μm或更小。
3.根据权利要求2所述的用于二次电池的电极，其中：
所述第二纤维的直径是0.01μm或更大且2.0μm或更小。
4.根据权利要求1所述的用于二次电池的电极，其中：
所述粘合剂的含量是基于所述电极组合物总重量的1重量％至5重量％。
5.根据权利要求1所述的用于二次电池的电极，其中：
所述用于二次电池的电极具有0.01度或更大且5.0度或更小的接触角(Contactangle)偏差。
6.根据权利要求1所述的用于二次电池的电极，其中：
所述粘合剂包括聚四氟乙烯(PTFE,Polytetrafluoroethylene)。
7.根据权利要求1所述的用于二次电池的电极，其中：
所述活性材料包括选自由锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)、锂锰氧化物、锂铜氧化物(Li2CuO2)、钒氧化物、Ni位型锂镍氧化物、锂锰复合氧化物、具有尖晶石结构的锂锰复合氧化物、式中的部分Li用碱土金属离子取代的LiMn2O4、二硫化合物、Fe2(MoO4)3、和锂锰氧化物(LMO,Lithium Manganese Oxide)构成的群组中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的用于二次电池的电极，其中：
所述电极组合物被制造成自立式膜，并且
所述自立式膜附接至所述电极集电器上。
9.根据权利要求8所述的用于二次电池的电极，其中：
所述自立式膜具有13kgf/cm2或更大且30kgf/cm2或更小的抗拉强度。
10.一种制造用于二次电池的电极的方法，所述方法包括下述步骤：
干混活性材料、导电材料、和粘合剂以制备混合物；
以第一速度将剪切力施加至所述混合物以制备第一电极组合物；
以第二速度将剪切力施加至所述第一电极组合物以制备第二电极组合物；和
制造在其中包括所述第二电极组合物的电极层位于电极集电器上的用于二次电池的电极，
其中所述第一速度快于所述第二速度。
11.根据权利要求10所述的制造用于二次电池的电极的方法，其中：
所述第一电极组合物中包括的粘合剂包括第一纤维，
所述第二电极组合物中包括的粘合剂包括所述第一纤维和从所述第一纤维进行纤维化的第二纤维，并且
所述第一纤维的直径大于所述第二纤维的直径。
12.根据权利要求11所述的制造用于二次电池的电极的方法，其中：
所述第一纤维的直径是6.1μm或更大且64.9μm或更小。
13.根据权利要求12所述的制造用于二次电池的电极的方法，其中：
所述第二纤维的直径是0.01μm或更大且2.0μm或更小。
14.根据权利要求10所述的制造用于二次电池的电极的方法，其中：
所述第一速度是2000rpm至6000rpm，并且
所述第二速度是1rpm至50rpm。
15.根据权利要求10所述的制造用于二次电池的电极的方法，其中：
所述粘合剂的含量是基于所述电极组合物总重量的1重量％至5重量％。
16.根据权利要求10所述的制造用于二次电池的电极的方法，其中：
所述粘合剂包括聚四氟乙烯(PTFE,Polytetrafluoroethylene)。
17.根据权利要求10所述的制造用于二次电池的电极的方法，其中：
所述活性材料包括选自由锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)、锂锰氧化物、锂铜氧化物(Li2CuO2)、钒氧化物、Ni位型锂镍氧化物、锂锰复合氧化物、具有尖晶石结构的锂锰复合氧化物、式中的部分Li用碱土金属离子取代的LiMn2O4、二硫化合物、Fe2(MoO4)3、和锂锰氧化物(LMO,Lithium Manganese Oxide)构成的群组中的至少一者。
18.根据权利要求10所述的制造用于二次电池的电极的方法，其中：
在制造在其中包括所述第二电极组合物的电极层位于电极集电器上的用于二次电池的电极的步骤中，
所述第二电极组合物被制造成自立式膜并且附接至所述电极集电器上。
19.根据权利要求18所述的制造用于二次电池的电极的方法，其中：
所述自立式膜具有13kgf/cm2或更大且30kgf/cm2或更小的抗拉强度。
20.一种二次电池，包括权利要求1所述的用于二次电池的电极。
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