DE102022104729A1 - Anodenaktivmaterial für eine sekundärbatterie, verfahren zur herstellung derselben und sekundärbatterie, die dieses umfasst - Google Patents

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Gi Hyeon Moon
Jong Hyuk Lee
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Abstract

Ein Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kernpartikel, eine Polymerbeschichtung, die auf einer Oberfläche des Kernpartikels gebildet ist, und leitfähige Partikel, die auf der Polymerbeschichtung gebildet sind. Die leitfähigen Partikel haben einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser, der größer als eine Dicke der Polymerbeschichtung ist. Das Anodenaktivmaterial und eine Sekundärbatterie mit verbesserter Stabilität und verringertem Widerstand werden unter Verwendung der Polymerbeschichtung und der leitfähigen Partikel bereitgestellt.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0030295 , eingereicht am 8. März 2021 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum (KIPO), deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
  • HINTERGRUND
  • 1. Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie, ein Verfahren zur Herstellung desselben und eine Sekundärbatterie, die dieses umfasst. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie, das unterschiedliche Partikel enthält, ein Verfahren zur Herstellung desselben und eine Sekundärbatterie, die dieses umfasst.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Eine Sekundärbatterie, die wiederholt geladen und entladen werden kann, ist gemäß Entwicklungen der Informations- und Anzeigetechnologien weit verbreitet als Energiequelle einer mobilen elektronischen Vorrichtung, wie beispielsweise eines Camcorders, eines Mobiltelefons, eines Laptop-Computers usw., verwendet worden. Die Sekundärbatterie umfasst z.B. eine Lithium-Sekundärbatterie, eine Nickel-Cadmium-Batterie, eine Nickel-Wasserstoff-Batterie usw. Die Lithium-Sekundärbatterie zeichnet sich durch eine hohe Betriebsspannung und Energiedichte pro Gewichtseinheit, eine hohe Laderate, eine kompakte Abmessung usw. aus.
  • Beispielsweise kann die Lithium-Sekundärbatterie eine Elektrodenanordnung enthalten, die eine Kathode, eine Anode und eine Trennschicht (Separator) und einen Elektrolyten umfasst, in dem die Elektrodenanordnung eintaucht. Die Lithium-Sekundärbatterie kann ferner ein äußeres Gehäuse umfassen, das z.B. eine Beutelform aufweist.
  • Zum Beispiel kann die Anode ein aktives Material auf Kohlenstoffbasis oder aktive Materialpartikel auf Siliziumbasis als aktives Anodenmaterial enthalten. Wenn die Batterie wiederholt geladen/entladen wird, kann eine Nebenreaktion von Aktivmaterialpartikeln aufgrund eines Kontakts mit dem Elektrolyten auftreten, und es können mechanische und chemische Schäden wie Partikelrisse verursacht werden.
  • Wenn eine Zusammensetzung und eine Struktur des Anodenaktivmaterials geändert werden, um die Stabilität der Aktivmaterialpartikel zu verbessern, kann eine Leitfähigkeit verschlechtert werden und eine Leistung der Sekundärbatterie kann verschlechtert werden.
  • Somit werden Entwicklungen des Anodenaktivmaterials benötigt, die in der Lage sind, die Lebensdauerstabilität und Leistungs-/Kapazitätseigenschaften zu verbessern.
  • Beispielsweise offenbart die veröffentlichte koreanische Patentanmeldung Nr. 2017-0099748 eine Elektrodenanordnung für eine Lithium-Sekundärbatterie und eine Lithium-Sekundärbatterie, die dieselbe enthält.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie mit verbesserter Stabilität und Aktivität bereitgestellt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Anodenaktivmaterials für eine Sekundärbatterie mit verbesserter Stabilität und Aktivität bereitgestellt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Anodenaktivmaterials für eine Sekundärbatterie mit verbesserter Stabilität und Aktivität bereitgestellt.
  • Ein Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kernpartikel, eine Polymerbeschichtung, die auf einer Oberfläche des Kernpartikels gebildet ist, und leitfähige Partikel, die auf der Polymerbeschichtung gebildet sind. Die leitfähigen Partikel haben einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser, der größer ist als eine Dicke der Polymerbeschichtung.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Kernpartikel ein auf Graphit basierendes aktives Material, ein amorphes auf Kohlenstoff basierendes Material, ein auf Silizium basierendes aktives Material oder eine Mischung aus zwei oder mehreren davon umfassen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Kernpartikel künstlichen Graphit enthalten.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Dicke der Polymerbeschichtung in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm liegen.
  • In einigen Ausführungsformen kann der durchschnittliche Partikeldurchmesser der leitfähigen Partikel in einem Bereich von 30 nm bis 1 µm liegen.
  • In einigen Ausführungsformen können zumindest einige der leitfähigen Partikel in die Polymerbeschichtung eingefügt sein und können von einer Oberfläche der Polymerbeschichtung nach außen vorstehen.
  • In einigen Ausführungsformen können zumindest einige der leitfähigen Partikel die Polymerbeschichtung durchdringen, um mit dem Kernpartikel in Kontakt zu treten.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Polymerbeschichtung ein Polymer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 50.000 oder mehr und weniger als 500.000 enthalten.
  • In einigen Ausführungsformen können die leitfähigen Partikel Lithiumtitanat (LTO), Super P, Ruß, Acetylenruß, Ketjen-Ruß, Kohleflocken, Aktivkohle, Graphen, Kohlenstoff-Nanoröhren, Kohlenstoff-Nanofasern, eine Metallfaser usw. umfassen. Diese können allein oder in Kombination davon verwendet werden.
  • Eine Sekundärbatterie gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kathode, die ein Lithiummetalloxid umfasst, und eine Anode, die der Kathode zugewandt ist. Die Anode umfasst das Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß Ausführungsformen, wie oben beschrieben.
  • In einem Verfahren zum Herstellen eines Anodenaktivmaterials für eine Sekundärbatterie gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine Polymerbeschichtung auf einem Kernpartikel durch eine Nassbeschichtung gebildet. Auf der Polymerbeschichtung wird eine Trockenoberflächenbehandlung mit leitfähigen Partikel durchgeführt, die einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser haben, der größer als eine Dicke der Polymerbeschichtung ist.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Nassbeschichtung das Rühren des Kernpartikels und eine Lösung, die ein Polymermaterial enthält, bei einer ersten Rotationsgeschwindigkeit umfassen. Die Trockenoberflächenbehandlung kann das Rühren der leitfähigen Partikel mit dem Kernpartikel, auf dem die Polymerbeschichtung gebildet ist, bei einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit umfassen. Die zweite Drehzahl kann größer sein als die erste Drehzahl.
  • Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann eine Polymerbeschichtung auf einem Kernpartikel gebildet werden, und leitfähige Partikel können auf der Polymerbeschichtung oder in der Polymerbeschichtung gebildet werden. Nebenreaktionen und Beschädigungen wie Risse des Kernpartikels, der eine Anodenaktivität bereitstellt, können verhindert werden, wodurch die Lebensdauerstabilität verbessert wird.
  • Zusätzlich können Wege von Elektronen oder Lithiumionen in der Polymerbeschichtung durch die leitfähigen Partikel gebildet werden, wodurch eine Leistungsabnahme aufgrund der Polymerbeschichtung verhindert und eine ausreichende Anodenaktivität aufrechterhalten wird.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann ein Durchmesser der leitfähigen Partikel größer sein als eine Dicke der Polymerbeschichtung. Dementsprechend können Elektronen-/Ionenkanäle zwischen benachbarten Anodenaktivmaterialpartikeln im Wesentlichen durch die leitfähigen Partikel gebildet werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß beispielhaften Ausführungsformen darstellt.
    • 2 ist eine schematische Draufsicht, die eine Sekundärbatterie gemäß beispielhaften Ausführungsformen darstellt.
    • 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Sekundärbatterie gemäß beispielhaften Ausführungsformen darstellt.
    • 4 und 5 sind SEM-Bilder, die Teile eines Querschnitts einer Kathodenaktivmaterialschicht aus dem Beispiel zeigen, die zum Messen eines Durchmessers von leitfähigen Partikel erhalten wurde.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden ein Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie, die ein Kernpartikel und eine Polymerbeschichtung und auf dem Kernpartikel gebildete leitfähige Partikel umfasst, und ein Verfahren zum Herstellen des Anodenaktivmaterials bereitgestellt. Ferner wird eine Sekundärbatterie bereitgestellt, die das Anodenaktivmaterial enthält.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass solche Ausführungsformen, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurden, bereitgestellt werden, um den Geist der vorliegenden Erfindung weiter zu verstehen, und die zu schützenden Gegenstände, wie sie in der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offenbart sind, nicht einschränken.
  • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie gemäß beispielhaften Ausführungsformen darstellt. Zum Beispiel veranschaulicht 1 schematisch eine Form, in der Anodenaktivmaterialien für eine Sekundärbatterie auf einem Anodenstromkollektor 125 montiert sind.
  • Unter Bezugnahme auf 1 kann ein Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie 50 (im Folgenden als Anodenaktivmaterial abgekürzt) ein Kernpartikel 60, eine Polymerbeschichtung 70 und leitfähige Partikel 80 umfassen.
  • Das Kernpartikel 60 kann als ein Hauptpartikel dienen, das eine wesentliche Anodenaktivität bereitstellt. Zum Beispiel kann das Kernpartikel 60 ein Material auf Graphitbasis wie etwa künstlichen Graphit und/oder natürlichen Graphit enthalten.
  • Vorzugsweise kann das Kernpartikel 60 künstlichen Graphit enthalten. Künstlicher Graphit kann eine geringere Kapazität bereitstellen als natürlicher Graphit, kann aber eine relativ hohe chemische und thermische Stabilität aufweisen. Dementsprechend kann künstlicher Graphit als Kernpartikel 60 verwendet werden, so dass die Hochtemperaturspeicher- oder Hochtemperatur-Lebensdauereigenschaften einer Sekundärbatterie verbessert werden können. Ferner können die Leistungs- oder Kapazitätseigenschaften des künstlichen Kernpartikels 60 auf Graphitbasis ausreichend erhöht werden, indem die leitfähigen Partikel 80 eingeschlossen werden, wie unten beschrieben wird.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Kernpartikel 60 ein aktives Material auf Siliziumbasis enthalten. Das aktive Material auf Siliziumbasis kann Silizium (Si), SiOx (0 < x < 2) oder ein SiOx enthalten, das eine Lithiumverbindung (0 < x < 2) enthält.
  • Das SiOx, das die Li-Verbindung enthält, kann SiOx sein, das ein Lithiumsilikat enthält. Das Lithiumsilikat kann in mindestens einem Teil eines SiOx (0 < x < 2)-Partikel vorhanden sein. Beispielsweise kann das Lithiumsilikat an einer Innenseite und/oder an einer Oberfläche des SiOx (0 < x < 2)-Partikel vorhanden sein. In einer Ausführungsform kann das Lithiumsilikat Li2SiO3, Li2Si2O5, Li4SiO4, Li4Si3O8 oder dergleichen enthalten.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Kernpartikel 60 ein aktives Material auf Silizium-Kohlenstoff-Basis enthalten. Das aktive Material auf Silizium-Kohlenstoff-Basis kann z.B. Siliziumkarbid (SiC) oder ein Silizium-Kohlenstoff-Partikel mit einer Kern-Hülle-Struktur umfassen.
  • Das Silizium-Kohlenstoff-Partikel kann z.B. durch Abscheiden einer Siliziumschicht auf einer Oberfläche eines Graphitkerns gebildet werden. In einer Ausführungsform kann das Silizium-Kohlenstoff-Partikel durch Beschichten einer Siliziumschicht auf einem im Handel erhältlichen Graphitpartikel durch ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren (CVD) unter Verwendung einer Siliziumvorläuferverbindung, wie beispielsweise einer Verbindung auf Silanbasis, gebildet werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Kernpartikel 50 ein amorphes kohlenstoffbasiertes Material enthalten, das von hartem Kohlenstoff, Koks, Pech oder dergleichen abgeleitet ist. In einer Ausführungsform kann das Kernpartikel 50 eine Mischung aus zwei oder mehreren der zuvor erwähnten Graphit-basierten Aktivmaterialien, Silizium-basierten Aktivmaterialien oder amorphen Kohlenstoff-basierten Materialien enthalten.
  • Ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser (D50) der Kernpartikel 60 kann etwa 1 µm bis 100 µm betragen. D50 kann sich auf einen Partikeldurchmesser bei 50% eines Volumenanteils in einer volumetrischen kumulativen Partikelgrößenverteilung beziehen. Vorzugsweise kann der durchschnittliche Partikeldurchmesser (D50) des Kernpartikels 60 etwa 5 µm bis 20 µm betragen.
  • Die Polymerbeschichtung 70 kann auf der Oberfläche des Kernpartikels 60 gebildet werden. In einigen Ausführungsformen kann eine äußere Oberfläche des Kernpartikels 60 im Wesentlichen vollständig von der Polymerbeschichtung 70 umgeben sein. In einer Ausführungsform kann die Polymerbeschichtung 70 teilweise auf der äußeren Oberfläche des Kernpartikels 60 gebildet sein. In diesem Fall können beispielsweise 50 % oder mehr des äußeren Oberflächenbereichs des Kernpartikels 60 von der Polymerbeschichtung 70 bedeckt sein.
  • Nicht einschränkende Beispiele der Polymerbeschichtung 70 können Polyvinylidenfluorid (Polyvinylidenfluorid, PVDF), Polyacrylnitril, Polyvinylalkohol, Polyacrylamid, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid usw., umfassen. Diese können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) eines Polymermaterials, das in der Polymerbeschichtung 70 enthalten ist, weniger als 500.000 betragen. Vorzugsweise kann das Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) des in der Polymerbeschichtung 50 enthaltenen Polymermaterials in einem Bereich von 50.000 bis 400.000 liegen. Innerhalb des vorstehenden Bereichs kann eine ausreichende Flexibilität zum Einfügen der leitfähigen Partikel 80 erreicht werden, während ein Quellen und eine Ausdehnung des Kernpartikels 60 durch die Polymerbeschichtung 70 unterdrückt wird.
  • Das leitfähige Partikel 80 kann auf der Polymerbeschichtung 70 ausgebildet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser der leitfähigen Partikel 80 größer oder gleich einer Dicke der Polymerbeschichtung 70 sein. Vorzugsweise kann der durchschnittliche Partikeldurchmesser der leitfähigen Partikel 80 größer als die Dicke der Polymerbeschichtung 70 sein.
  • Beispielsweise kann der durchschnittliche Partikeldurchmesser der leitfähigen Partikel 80 bestimmt werden, indem die vorbestimmte Anzahl (z.B. 100 oder mehr) von Partikeln aus einem SEM-Querschnittsbild der Anodenaktivmaterialschicht 120 ausgewählt wird, die, wie nachstehend beschrieben, gebildet wird, wobei tatsächliche Durchmesser gemessen werden und daraus ein Durchschnittswert berechnet wird.
  • Beispielsweise kann die Dicke der Polymerbeschichtung 70 in einem Bereich von etwa 1 nm bis 100 nm, vorzugsweise in einem Bereich von 10 nm bis 100 nm, stärker bevorzugt in einem Bereich von 10 nm bis 80 nm liegen. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der leitfähigen Partikel 80 kann etwa in einem Bereich von 10 nm bis 1 µm, vorzugsweise in einem Bereich von 30 nm bis 1 µm und stärker bevorzugt in einem Bereich von 30 nm bis 500 nm liegen.
  • In einigen Ausführungsformen kann ein Verhältnis der Dicke der Polymerbeschichtung 70 relativ zum durchschnittlichen Partikeldurchmesser der leitfähigen Partikel 80 etwa 0,001 oder mehr betragen. Wenn das Verhältnis weniger als 0,001 beträgt, kann im Wesentlichen keine gleichmäßige Schutzfilmbildung gebildet werden und eine ausreichende Unterdrückung der Nebenreaktionen kann nicht erhalten werden.
  • Die leitfähigen Partikel 80 können Lithiumtitanat (LTO), Super P, Ruß, Acetylenruß, Ketjen-Ruß, Kohleflocken, Aktivkohle, Graphen, Kohlenstoff-Nanoröhren, Kohlenstoff-Nanofasern, eine Metallfaser oder dergleichen umfassen. Diese können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
  • Wenn beispielsweise die leitfähigen Partikel 80 eine lineare Struktur aufweisen, kann der durchschnittliche Partikeldurchmesser als Breite des Partikels und nicht als Länge des Partikels gemessen werden.
  • In einer Ausführungsform kann sich in dem Fall, dass mehrere der leitfähigen Partikel 80 agglomeriert sind, um im Wesentlichen ein Aggregat zu bilden, der durchschnittliche Partikeldurchmesser auf einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser des Aggregats beziehen.
  • In einigen Ausführungsformen kann ein Gewicht der leitfähigen Partikel 80 relativ zu einem Gesamtgewicht des Kernpartikels 60 von 0,1 Gewichtsprozent (Gew.-%) bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 Gew.-% bis 2 Gew.-% betragen. Innerhalb des obigen Bereichs kann ein ausreichend leitfähiger Pfad hinzugefügt werden, ohne die Anodenaktivität des Kernpartikels 80 zu hemmen.
  • Die Polymerbeschichtung 70 kann das Kernpartikel 60 bedecken, so dass Nebenreaktionen, Oxidation, Korrosion, Risse usw. an der Oberfläche des Kernpartikels 60 verringert oder verhindert werden können. Wenn beispielsweise das Laden/Entladen der Sekundärbatterie wiederholt wird, kann die Oberfläche des Kernpartikels 60 mechanisch und chemisch beschädigt werden. Ferner kann, während die Oberfläche des Kernpartikels 60 in Kontakt mit einem Elektrolyten ist, eine Gaserzeugung durch die Nebenreaktion verursacht werden.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann die Polymerbeschichtung 70 die Oberfläche des Kernpartikels 60 schützen, so dass Schäden und Nebenreaktionen, die durch eine direkte Einwirkung des Elektrolyten verursacht werden, unterdrückt werden können. Außerdem kann die Polymerbeschichtung 70 als elastisches Material, das eine Ausdehnung des Kernpartikels 60 verringern kann, fungieren. Dementsprechend können Risse in den Partikeln aufgrund von Quellen und Ausdehnung des Kernpartikels 60 gemäß wiederholtem Laden/Entladen ebenfalls unterdrückt werden.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können die leitfähigen Partikel 80 mit einem Partikeldurchmesser größer oder gleich der Dicke der Polymerbeschichtung 70 verwendet werden, so dass eine Erhöhung des Widerstands und eine Verringerung der Leistung aufgrund der Polymerbeschichtung 70 abgepuffert oder kompensiert werden können.
  • Die leitfähigen Partikel 80 können eine Form einzelner Inseln aufweisen, die auf der Polymerbeschichtung 70 gebildet sind.
  • In einigen Ausführungsformen können zumindest einige der leitfähigen Partikel 80 an der Oberfläche der Polymerbeschichtung 70 angebracht sein. In einigen Ausführungsformen können zumindest einige der leitfähigen Partikel 80 in die Polymerbeschichtung 70 eingefügt sein und zu einer Außenseite der Polymerbeschichtung 70 vorstehen. In einigen Ausführungsformen können zumindest einige der leitfähigen Partikel 80 die Polymerbeschichtung 70 durchdringen und die Oberfläche des Kernpartikels 60 kontaktieren.
  • Die leitfähigen Partikel 80 können auf der Polymerbeschichtung 70 in der oben beschriebenen Form gebildet werden, ein Elektronen-/Ionenpfad durch das Anodenaktivmaterial 50 kann hinzugefügt werden und die Leitfähigkeit kann verbessert werden. Beispielsweise können die leitfähigen Partikel 80 von der Oberfläche der Polymerbeschichtung 70 freigelegt werden. Dementsprechend können die leitfähigen Partikel 80 miteinander in Kontakt sein und können als Leiter oder Ionenpfad zwischen benachbarten aktiven Anodenmaterialien 50 dienen, und die Leistung/Kapazität durch die Anode kann erhöht werden.
  • Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann das Anodenaktivmaterial 50 gemäß einem Verfahren und einem Prozess wie unten beschrieben hergestellt werden.
  • Beispielsweise können die Kernpartikel 60 einschließlich des oben beschriebenen Aktivmaterials auf Graphitbasis oder Siliziumbasis hergestellt werden. Danach kann die Polymerbeschichtung 70 auf dem Kernpartikel 60 gebildet werden.
  • Die Polymerbeschichtung 70 kann durch ein Nassbeschichtungsverfahren gebildet werden. Beispielsweise kann eine Lösung, die das oben beschriebene Polymermaterial enthält, mit den Kernpartikeln 60 gemischt und dann mit einer ersten Rotationsgeschwindigkeit gerührt werden. Danach kann die Polymerbeschichtung 70 durch Fixieren des Polymermaterials durch eine Wärmebehandlung oder ein Trocknen gebildet werden.
  • Nach der Bildung der Polymerbeschichtung 70 können die leitfähigen Partikel 80 durch eine Trockenoberflächenbehandlung gebildet werden. Beispielsweise können die leitfähigen Partikel 80 mit dem Kernpartikel 60 gemischt werden, auf dem die Polymerbeschichtung 70 ausgebildet ist, und mit einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit gerührt werden, um die leitfähigen Partikel 80 mit der Polymerbeschichtung 70 zu integrieren.
  • Die Trockenoberflächenbehandlung kann z.B. durch eine Kugelmühle, Nobilta-Mühle, Mechanofusion, eine Hochgeschwindigkeitsmühle oder dergleichen durchgeführt werden.
  • Die zweite Drehzahl kann größer sein als die erste Drehzahl. Beispielsweise kann die zweite Drehzahl in einem Bereich von etwa 1.000 U/min bis 2.000 U/min liegen, und die erste Drehzahl kann in einem Bereich von etwa 10 ppm bis 100 U/min liegen.
  • Innerhalb des obigen Bereichs können die leitfähigen Partikel 80 in individuellen Inselmustern verteilt sein, ohne die als dünner Film ausgebildete Polymerbeschichtung 70 zu beschädigen.
  • 2 und 3 sind eine schematische Draufsicht bzw. eine schematische Querschnittsansicht, die eine Sekundärbatterie gemäß beispielhaften Ausführungsformen darstellen. Zum Beispiel ist 3 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie I-I' von 2 in einer Dickenrichtung der Lithium-Sekundärbatterie.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 kann die Sekundärbatterie als eine Lithium-Sekundärbatterie dienen. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Sekundärbatterie eine Elektrodenanordnung 150 und ein Gehäuse 160 umfassen, das die Elektrodenanordnung 150 aufnimmt. Die Elektrodenanordnung 150 kann eine Anode 100, eine Kathode 130 und eine Trennschicht 140 umfassen.
  • Die Kathode 100 kann einen Kathodenstromkollektor 105 und eine Kathodenaktivmaterialschicht 110 enthalten, die auf mindestens einer Oberfläche des Kathodenstromkollektors 105 gebildet ist. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Kathodenaktivmaterialschicht 110 auf beiden Oberflächen gebildet sein (z.B. Ober- und Unterseite) des Kathodenstromkollektors 105. Beispielsweise kann die Kathodenaktivmaterialschicht 110 sowohl auf die obere als auch auf die untere Oberfläche des Kathodenstromkollektors 105 aufgetragen werden und kann direkt auf die Oberfläche des Kathodenstromkollektors 105 aufgetragen werden.
  • Der Kathodenstromkollektor 105 kann Edelstahl, Nickel, Aluminium, Titan, Kupfer oder eine Legierung davon umfassen. Vorzugsweise kann Aluminium oder eine Legierung davon verwendet werden.
  • Die Kathodenaktivmaterialschicht 110 kann ein Lithiummetalloxid als ein Kathodenaktivmaterial enthalten. In beispielhaften Ausführungsformen kann das Kathodenaktivmaterial ein auf Lithium (Li)-Nickel (Ni) basierendes Oxid umfassen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das in der Kathodenaktivmaterialschicht 110 enthaltene Lithiummetalloxid durch die nachstehende chemische Formel 1 dargestellt werden. Li1+aNi1-(x+y)CoxMyO2 [Chemische Formel 1]
  • In der obigen chemischen Formel 1 kann -0,05 ≤ a ≤ 0,15, 0,01 ≤ x ≤ 0,2, 0 ≤ y < 0,2 sein, und M kann mindestens ein Element enthalten, ausgewählt aus Mn, Mg, Sr, Ba, B, Al, Si, Ti, Zr und W. In einer Ausführungsform gilt 0,01 ≤ x ≤ 0,20, 0,01 ≤ y ≤ 0,15 in der chemischen Formel 1.
  • Vorzugsweise kann M in der chemischen Formel 1 Mangan (Mn) sein. In diesem Fall kann Lithiumoxid auf Basis von Nickel-Kobalt-Mangan (NCM) als Kathodenaktivmaterial verwendet werden.
  • Beispielsweise kann Nickel (Ni) als Metall in Bezug auf die Kapazität einer Lithium-Sekundärbatterie dienen. Wenn der Gehalt an Nickel zunimmt, kann die Kapazität der Lithium-Sekundärbatterie verbessert werden. Wenn jedoch der Nickelgehalt übermäßig erhöht wird, kann die Lebensdauer verringert werden und die mechanische und elektrische Stabilität kann verschlechtert werden.
  • Beispielsweise kann Kobalt (Co) als Metall in Bezug auf die Leitfähigkeit oder den Widerstand und die Leistung der Lithium-Sekundärbatterie dienen. In einer Ausführungsform kann M Mangan (Mn) enthalten und Mn kann als ein Metall dienen, das mit der mechanischen und elektrischen Stabilität der Lithium-Sekundärbatterie zusammenhängt.
  • Leistung, niedriger Widerstand und Lebensdauerstabilität können zusammen von der Kathodenaktivmaterialschicht 110 durch die oben beschriebene Wechselwirkung zwischen Nickel, Kobalt und Mangan verbessert werden.
  • Beispielsweise kann eine Aufschlämmung durch Mischen und Rühren des Kathodenaktivmaterials mit einem Bindemittel, einem leitfähigen Material und/oder einem Dispersionsmittel in einem Lösungsmittel hergestellt werden. Die Aufschlämmung kann auf den Kathodenstromkollektor 105 aufgetragen und dann getrocknet und gepresst werden, um die Kathodenaktivmaterialschicht 110 zu bilden.
  • Das Bindemittel kann ein Bindemittel auf organischer Basis wie ein Polyvinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Copolymer (PVDF-co-HFP), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat usw. enthalten, oder ein Bindemittel auf Wasserbasis wie Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), das mit einem Verdickungsmittel wie Carboxymethylcellulose (CMC) verwendet werden kann, enthalten.
  • Beispielsweise kann ein PVDF-basiertes Bindemittel als Kathodenbindemittel verwendet werden. In diesem Fall kann eine Menge des Bindemittels zum Bilden der Kathodenaktivmaterialschicht 110 verringert werden und eine Menge des Kathodenaktivmaterials oder von Lithiummetalloxidpartikeln kann relativ erhöht werden. Somit können Kapazität und Leistung der Lithium-Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Das leitfähige Material kann hinzugefügt werden, um die Elektronenmobilität zwischen Aktivmaterialpartikeln zu erleichtern. Beispielsweise kann das leitfähige Material ein kohlenstoffbasiertes Material wie etwa Graphit, Ruß, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren usw., und/oder ein metallbasiertes Material wie etwa Zinn, Zinnoxid, Titanoxid, ein Perowskitmaterial wie z.B. LaSrCoO3 oder LaSrMnO3 usw., umfassen.
  • In einigen Ausführungsformen kann eine Elektrodendichte der Kathode 100 in einem Bereich von 3,0 g/cm3 bis 3,9 g/cm3, vorzugsweise von 3,2 g/cm3 bis 3,8 g/cm3, liegen.
  • Die Anode 130 kann einen Anodenstromkollektor 125 und eine Anodenaktivmaterialschicht 120 umfassen, die auf mindestens einer Oberfläche des Anodenstromkollektors 125 gebildet ist. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Anodenaktivmaterialschicht 120 auf beiden Oberflächen (z.B. Ober- und Unterseite) des Anodenstromkollektors 125 gebildet sein. Die Anodenaktivmaterialschicht 120 kann sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Oberfläche des Anodenstromkollektors 125 aufgetragen sein. Beispielsweise kann die Anodenaktivmaterialschicht 120 die Oberfläche des Anodenstromkollektors 125 direkt kontaktieren.
  • Der Anodenstromkollektor 125 kann Gold, rostfreien Stahl, Nickel, Aluminium, Titan, Kupfer oder eine Legierung davon umfassen, kann vorzugsweise Kupfer oder eine Kupferlegierung umfassen.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann die Anodenaktivmaterialschicht 120 das Anodenaktivmaterial 50 gemäß den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen umfassen. Beispielsweise kann das Anodenaktivmaterial 50 in einer Menge im Bereich von 80 Gew.-% bis 99 Gew.-% basierend auf einem Gesamtgewicht der Anodenaktivmaterialschicht 120 enthalten sein. Vorzugsweise kann die Menge des Anodenaktivmaterials in einer Größenordnung von 90 Gew.-% bis 98 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht der Anodenaktivmaterialschicht 120 liegen.
  • Beispielsweise kann eine Anodenaufschlämmung durch Mischen und Rühren des Anodenaktivmaterials 50 mit einem Bindemittel, einem leitfähigen Material und/oder einem Dispersionsmittel in einem Lösungsmittel hergestellt werden. Die Anodenaufschlämmung kann auf den Anodenstromkollektor 125 aufgetragen (beschichtet) und dann getrocknet und gepresst werden, um die Anodenaktivmaterialschicht 120 zu bilden.
  • In der Anode 130 können das Bindemittel und das leitfähige Material verwendet werden, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich denen sind, die zum Bilden der Kathode 100 verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann das Bindemittel zum Bilden der Anode 130 z.B. Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder ein Acrylbindemittel zur Kompatibilität mit dem auf Graphit basierenden Aktivmaterial umfassen, und Carboxymethylcellulose (CMC) kann auch als Verdickungsmittel verwendet werden.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann eine Elektrodendichte der Anodenaktivmaterialschicht 120 1,4 g/cm3 bis 1,9 g/cm3 betragen.
  • In einigen Ausführungsformen können eine Fläche und/oder ein Volumen der Anode 130 (z.B. eine Kontaktfläche mit der Trennschicht 140) größer sein als die der Kathode 100. Somit können Lithiumionen, die von der Kathode 100 erzeugt werden, ohne Verlust z.B. durch Ausfällung oder Sedimentation leicht zur Anode 130 übertragen werden, um die Leistung und Kapazität der Sekundärbatterie weiter zu verbessern.
  • Die Trennschicht 140 kann zwischen der Kathode 100 und der Anode 130 angeordnet sein. Die Trennschicht 140 kann einen porösen Polymerfilm, der z. B. aus einem Polymer auf Polyolefinbasis, wie etwa einem Ethylenhomopolymer, einem Propylenhomopolymer, einem Ethylen/Buten-Copolymer, einem Ethylen/Hexen-Copolymer, einem Ethylen/Methacrylat-Copolymer oder dergleichen, enthalten. Die Trennschicht 140 kann auch einen Vliesstoff umfassen, der aus einer Glasfaser mit einem hohen Schmelzpunkt, einer Polyethylenterephthalatfaser oder dergleichen gebildet ist.
  • Die Trennung 140 kann sich in einer Breitenrichtung der Sekundärbatterie zwischen der Kathode 100 und der Anode 130 erstrecken und kann entlang der Dickenrichtung der Lithium-Sekundärbatterie gefaltet und gewickelt sein. Dementsprechend können eine Vielzahl von Anoden 100 und Kathoden 130 unter Verwendung der Trennschicht 140 in der Dickenrichtung gestapelt werden.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann eine Elektrodenzelle durch die Kathode 100, die Anode 130 und die Trennschicht 140 definiert sein, und eine Vielzahl der Elektrodenzellen können gestapelt sein, um die Elektrodenanordnung 150 zu bilden, die z.B. eine Biskuitrollenform aufweisen kann. Beispielsweise kann die Elektrodenanordnung 150 durch Wickeln, Laminieren oder Falten der Trennschicht 140 gebildet werden.
  • Die Elektrodenanordnung 150 kann zusammen mit einem Elektrolyten in dem Gehäuse 160 aufgenommen werden, um die Lithium-Sekundärbatterie zu definieren. Der Behälter 160 kann z. B. einen Beutel, eine Dose usw. umfassen.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann als Elektrolyt ein nichtwässriger Elektrolyt verwendet werden.
  • Die nichtwässrige Elektrolytlösung kann ein Lithiumsalz und ein organisches Lösungsmittel enthalten. Das Lithiumsalz kann durch Li+X dargestellt werden, und ein Anion des Lithiumsalzes X kann z.B. F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FS02)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN-, (CF3CF2SO2)2N-, etc. umfassen.
  • Das organische Lösungsmittel kann z.B. Propylencarbonat (PC), Ethylencarbonat (EC), Diethylcarbonat (DEC), Dimethylcarbonat (DMC), Ethylmethylcarbonat (EMC), Methylpropylcarbonat, Dipropylcarbonat, Dimethylsulfoxid, Acetonitril, Dimethoxyethan, Diethoxyethan, Vinylencarbonat, Sulfolan, Gamma-Butyrolacton, Propylensulfit, Tetrahydrofuran usw., umfassen. Diese können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
  • Wie in 2 gezeigt, können Elektrodenstreifen (ein Kathodenstreifen und ein Anodenstreifen) von dem Kathodenstromkollektor 105 und dem Anodenstromkollektor 125, die in jeder Elektrodenzelle enthalten sind, zu einer Seite des Gehäuses 160 vorstehen. Die Elektrodenfahnen können mit der einen Seite des Gehäuses 160 zusammengeschweißt werden, um mit einer Elektrodenleitung (einer Kathodenleitung 107 und einer Anodenleitung 127), die sich zu einer Außenseite des Gehäuses 160 erstrecken oder freiliegen kann, verbunden zu werden.
  • 2 veranschaulicht, dass die Kathodenleitung 107 und die Anodenleitung 127 auf derselben Seite der Lithiumsekundärbatterie oder des Gehäuses 160 positioniert sind, aber die Kathodenleitung 107 und die Anodenleitung 127 können an einander gegenüberliegenden Seiten ausgebildet sein.
  • Beispielsweise kann die Kathodenleitung 107 auf einer Seite des Gehäuses 160 ausgebildet sein und die Anodenleitung 127 kann auf der anderen Seite des Gehäuses 160 ausgebildet sein.
  • Die Lithium-Sekundärbatterie kann z.B. in einer zylindrischen Form unter Verwendung einer Dose, einer quadratischen Form, einer Taschenform oder einer Münzform hergestellt werden.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen vorgeschlagen, um die vorliegende Erfindung konkreter zu beschreiben. Die folgenden Beispiele werden jedoch nur zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung angegeben, und Fachleute auf dem Gebiet werden offensichtlich verstehen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs und des Gedankens der vorliegenden Erfindung möglich sind. Solche Änderungen und Modifikationen sind ordnungsgemäß in den beigefügten Ansprüchen enthalten.
  • Beispiel
  • 100 g künstlicher Graphit (D50: 10 µm) und 37,5 g einer 1,5 % wässrigen Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) (Mw: etwa 180.000) wurden in einen Mischer (hergestellt von INOUE) gegeben und bei einer Rührgeschwindigkeit von 20 Hz für 2 Stunden gemischt, und dann bei 60°C unter Vakuumbedingungen getrocknet.
  • Super P (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 255 nm) wurde zu einem aktiven Material aus künstlichem Graphit, das eine darauf gebildete PVA-Beschichtung (eine Beschichtungsdicke: 50 nm) umfasste, in einer Menge von 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des künstlichen Graphits, hinzugefügt, und eine Oberflächenbehandlung mit hoher Geschwindigkeit wurde für 10 Minuten bei einer Rührgeschwindigkeit von 1100 U/min unter Verwendung einer Nobilta-Mühle durchgeführt.
  • Das wie oben hergestellte aktive Anodenmaterial, CMC und SBR wurden in einem Gewichtsverhältnis von 97,3:1,2:1,5 gemischt, um eine Anodenaufschlämmung herzustellen. Die Anodenaufschlämmung wurde auf eine Cu-Folie aufgetragen, getrocknet und gepresst, um eine Anode mit Mischungsdichten von 7 mg/cm2 und 1,6 g/cm3 herzustellen.
  • Die Sekundärbatterie vom Knopfzellentyp wurde unter Verwendung einer Li-Folie als Gegenelektrode und einer 1M LiPF6-Lösung in einem gemischten Lösungsmittel (EC:EMC = 3:7) als Elektrolyt hergestellt.
  • Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der leitfähigen Partikel (Super P) wurde als Durchschnittswert berechnet, nachdem 100 Partikel aus dem SEM-Querschnittsbild der Anodenaktivmaterialschicht ausgewählt und die Partikeldurchmesser jedes Partikels gemessen wurden.
  • 4 und 5 sind SEM-Bilder, die Teile eines Querschnitts einer Kathodenaktivmaterialschicht aus dem Beispiel zeigen, die zum Messen eines Durchmessers von leitfähigen Partikel erhalten wurde. 4 und 5 zeigen einige der tatsächlich gemessenen leitfähigen Partikel.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Eine Sekundärbatterie wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel hergestellt, außer dass künstlicher Graphit, bei dem die PVA-Beschichtung und die Zugabe von Super P weggelassen wurden, als aktives Anodenmaterial verwendet wurde.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Eine Sekundärbatterie wurde durch das gleiche Verfahren wie das in dem Beispiel hergestellt, außer dass künstlicher Graphit, in dem die PVA-Beschichtung enthalten war und die Zugabe von Super P weggelassen wurde, als aktives Anodenmaterial verwendet wurde.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Eine Sekundärbatterie wurde durch das gleiche Verfahren wie das im Beispiel hergestellt, außer dass die Dicke der PVA-Beschichtung 300 nm betrug.
  • Experimentelles Beispiel
  • (1) Anfängliche Effizienzbewertung
  • Während das Laden und Entladen der Sekundärbatterien des Beispiels und der Vergleichsbeispiele bei Hochgeschwindigkeitsbedingungen in einer Größenordnung von 0,1C, 0,2C, 0,5C, 1,0C, 1,5C, 2,0C, 3,0C, 4,0C und 5,0C (insgesamt 45 Zyklen) wiederholt wird, wurde eine Entladekapazität von jedem Zyklus gemessen. Danach wurde während des wiederholten Ladens und Entladens der Sekundärbatterien bei einem niedrigen Ratenzustand von 0,1C eine Entladekapazität beim 60-ten Zyklus gemessen. Eine anfängliche Effizienz wurde als Prozentsatz der Entladekapazität beim 60-ten Zyklus relativ zu einer Entladekapazität beim 1-ten Zyklus gemessen.
  • (2) Messung der Widerstandseffizienz
  • Laden (CCCV, 4,2V, 0,05C Abschaltung)-Entladen (CC, 2,5V Abschaltung) als ein Zyklus wurde bei 25°C durchgeführt, und 200 Zyklen des Ladens-Entladens wurden wiederholt.
  • Eine Widerstandseffizienz wurde als Prozentsatz eines Widerstands bei 10 Sekunden Entladung bei SOC 50% nach dem 200-ten Zyklus relativ zu einem Widerstand bei 10 Sekunden Entladung bei SOC 50% nach dem 1-ten Zyklus gemessen.
  • Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 unten gezeigt. [Tabelle 1]
    Nr. Anfängliche Effizienz Widerstandseffizienz
    Beispiel 89.4% 99%
    Vergleichsbeispiel 1 88.9% 105%
    Vergleichsbeispiel 2 88.2% 140%
    Vergleichsbeispiel 3 88.4% 130%
  • Unter Bezugnahme auf die Tabelle 1 lieferte die Sekundärbatterie des Beispiels, bei der das Anodenaktivmaterial die Polymerbeschichtung enthielt und die leitfähigen Partikel einen größeren Durchmesser als eine Dicke der Polymerbeschichtung aufwiesen, einen verbesserten Anfangswirkungsgrad und einen verringerten Widerstand.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020210030295 [0001]
    • KR 20170099748 [0008]

Claims (12)

  1. Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie, umfassend: ein Kernpartikel; eine Polymerbeschichtung, die auf einer Oberfläche des Kernpartikels gebildet ist; und leitfähige Partikel, die auf der Polymerbeschichtung gebildet sind, wobei die leitfähigen Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser aufweisen, der größer als eine Dicke der Polymerbeschichtung ist.
  2. Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei das Kernpartikel ein Graphit-basiertes Aktivmaterial, ein amorphes Kohlenstoff-basiertes Material, ein Silizium-basiertes Aktivmaterial oder eine Mischung aus zwei oder mehreren davon umfasst.
  3. Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei das Kernpartikel künstlichen Graphit umfasst.
  4. Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei die Dicke der Polymerbeschichtung in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm liegt.
  5. Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei der durchschnittliche Partikeldurchmesser der leitfähigen Partikel in einem Bereich von 30nm bis 1 µm liegt.
  6. Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei zumindest einige der leitfähigen Partikel in die Polymerbeschichtung eingebracht sind und von einer Oberfläche der Polymerbeschichtung nach außen vorstehen.
  7. Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei zumindest einige der leitfähigen Partikel die Polymerbeschichtung durchdringen, um mit dem Kernpartikel in Kontakt zu treten.
  8. Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei die Polymerbeschichtung ein Polymer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 50.000 oder mehr und weniger als 500.000 umfasst.
  9. Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei die leitfähigen Partikel mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithiumtitanat (LTO), Super P, Ruß, Acetylenruß, Ketjen-Ruß, Kohlenstoffflocken, Aktivkohle, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstoffnanofasern und einer Metallfaser umfassen.
  10. Sekundärbatterie, umfassend: eine Kathode, umfassend ein Lithiummetalloxid; und eine der Kathode zugewandte Anode, wobei die Anode das Anodenaktivmaterial für eine Sekundärbatterie nach Anspruch 1 umfasst.
  11. Verfahren zum Herstellen eines Anodenaktivmaterials für eine Sekundärbatterie, umfassend: Bilden einer Polymerbeschichtung auf einem Kernpartikel durch eine Nassbeschichtung; und Durchführen einer Trockenoberflächenbehandlung auf der Polymerbeschichtung mit leitfähigen Partikeln, die einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser, der größer ist als eine Dicke der Polymerbeschichtung, haben.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Nassbeschichten das Rühren des Kernpartikels und einer Lösung, die ein Polymermaterial enthält, bei einer ersten Rotationsgeschwindigkeit umfasst; die Trockenoberflächenbehandlung das Rühren der leitfähigen Partikel mit dem Kernpartikel, auf dem die Polymerbeschichtung gebildet ist, bei einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit umfasst; und die zweite Drehzahl größer als die erste Drehzahl ist.
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