KR101778355B1 - 리튬-함유 배터리들용 캐소드 및 그를 제조하기 위한 무용매 방법 - Google Patents

리튬-함유 배터리들용 캐소드 및 그를 제조하기 위한 무용매 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리튬-함유 배터리용 캐소드 필름을 제조하는 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 다음의 단계들을 포함한다: (i) 폴리테트라플루오로에틸렌, 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료 및 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료를 포함하는 건식 무용매 조성물을 제공하는 단계; (ii) 건식 무용매 조성물에 전단력들의 작용에 의해 적어도 부분적으로 피브릴화된 폴리테트라플루오로에틸렌을 성형하여 피브릴화된 조성물을 생성하는 단계; (iii) 피브릴화된 조성물을 성형하여 캐소드 포일을 생성하는 단계.

Description

리튬-함유 배터리들용 캐소드 및 그를 제조하기 위한 무용매 방법{CATHODE FOR LITHIUM-CONTAINING BATTERIES AND SOLVENT-FREE METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
Li 이온 셀들용 전극들 (애노드들 및 캐소드들) 은 페이스트 또는 슬립 코팅 방법들에 의해 대부분 제조된다. 분말 형태의 활성 재료들은 용매 (일반적으로 N-메틸피롤리돈), 결합제 및 추가의 첨가제들의 첨가에 의해 슬립으로 변환된다. 이는 닥터 블레이트 코팅과 같은 다양한 적용 방법에 의해 또는 노즐들을 통해 금속 포일들에 도포될 수 있다.
리튬-황 시스템들과 같은 새로운 배터리 기술들은, 역시 이러한 확립된 방법에 의해 일반적으로 행해진다. 수용성 또는 유기 용매들을 기초로 한 페이스트들 및 슬립들을 통해 개시 성분들을 프로세싱하는 것은 공지되어 있다. 따라서, 이들 페이스트들 또는 슬러리들은 닥터 블레이트 또는 분사 기술들에 의해 집전 장치로 적용된다. 이들 방법들의 단점들은 유독성의 값비싸고 고비등점 유기 용매, 복잡한 분산 단계 및 복잡한 건조 방법의 사용이다. 수용액들이 사용될 때, 건조는 2 차 리튬 배터리에서의 물 잔여물이 전해질 염 및/또는 활성 재료들과 활발하게 반응하여 폭발성 (및 유독성의) 가스들을 형성할 수 있기 때문에 특히 중요하다. 또한 건조 중에 고온들이 황 (즉 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료) 의 승화를 발생시킬 수 있다는 점이 고려되어야만 한다.
전극 포일들의 산업적 제조를 위해, 제조 비용들, 재생산성 및 제조 방법의 일정성은 특히 중요하다. 매우 높은 캐스팅 속도들, 짧은 건조 시간들 및 주위 분위기 (예를 들면 온도, 습기) 에서의 변동들에 대해 슬립 또는 캐스팅 방법의 낮은 민감성이 요구된다. 배터리 제작자들의 예상되는 요구 조건들을 충족하도록, 10 m/min 이상의 매우 높은 전진 속도들이 생산성을 증가시키는 데 필수적이다. 15 m 이상의 긴 건조 거리들이 따라서 필수적이다.
따라서 용매들의 사용 없이 충분하고 그럼에 불구하고 높은 용량값들을 갖는 전극들에 이르게 하는 Li 이온 셀들의 전극들을 위한 제조 방법을 개발하는 것에 대한 관심이 존재한다.
그러한 무용매 방법은 감소된 자본비들 (플랜트들, 건조기 섹션들), 개선된 에너지, 안전성 및 환경적 양상들, 보다 높은 방법 속도들, 감소된 수의 방법 단계들 및 또한 용매 비용들 제거의 결과로서 엄청난 절감이 달성되게 한다.
상기 설명된 관점에서, 본 발명의 목적은 리튬-함유 배터리, 예를 들면 리튬-황 배터리 또는 리튬 이온 배터리의 캐소드를 제조하기 위한 무용매 방법을 제공하는 것이다. 그러나, 제조 방법의 개선된 효율은 캐소드 유닛의 성능의 희생으로 달성되어서는 안된다. 본 발명의 추가의 목적은 그러한 효율적인 제조 방법에 의해 달성될 수 있고 그럼에도 불구하고 양호한 성능을 갖는 리튬-함유 배터리의 캐소드를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양상에 따르면, 상기 목적은:
(i) 폴리테트라플루오로에틸렌, 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료 및 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료를 포함하는 건식 무용매 조성물을 제공하는 단계,
(ii) 건식 무용매 조성물에 전단력들의 작용에 의해 적어도 부분적으로 피브릴화된 (fibrillated) 폴리테트라플루오로에틸렌을 형성하여 피브릴화된 조성물을 생성하는 단계,
(iii) 피브릴화된 조성물을 성형하여 캐소드 포일을 생성하는 단계
를 포함하는 리튬-함유 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법에 의해 달성된다.
캐소드 포일을 위한 복잡한 건조 단계는 본 발명의 방법의 경우에 더이상 필수적이지 않다. 아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 이러한 효율적인 방법은 또한 리튬-함유 배터리들, 예를 들면 리튬-황 배터리들 또는 리튬 이온 배터리들에서 고-성능 캐소드에 이르게 한다.
리튬-함유 배터리는 바람직하게 리튬-황 배터리 또는 리튬 이온 배터리이다.
단계 (i) 에서 사용될 폴리테트라플루오로에틸렌에 관해, 이는 전단력들의 작용 하에서 피브릴들을 형성할 수 있는 것이 중요하다. 이러한 현상 및 이러한 목적을 위해 적절한 폴리테트라플루오로에틸렌은 본 기술 분야에 숙련된 자에게는 대체로 공지되어 있다. 예를 들면, 에멀젼 폴리머화에 의해 제조되고 높은 분자량을 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌은 이점에서 언급될 수 있다.
가루형 (Pulverulent) 또는 그래뉼화된 폴리테트라플루오로에틸렌은 단계 (i) 에서 건식 무용매 조성물의 제공을 위해 사용될 수 있다.
대안예로서, 폴리테트라플루오로에틸렌 현탁액이 단계 (i) 에서 건식 무용매 조성물의 제공을 위해 사용될 수 있다. PTFE 현탁액 및 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료가 서로 혼합될 수 있고 액체 현탁액 매체는 이어서 제거될 수 있다.
전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료는 바람직하게 카본 블랙, 다공성 카본들, 카본 나노 튜브들, 그래핀, 그래파이트, 카본 섬유들 및 그 혼합물들 중에서 선택된다.
전도성 첨가제들 (예를 들면 "전도성 카본 블랙" 과 같은) 과 같은 적절한 카본 블랙 재료들이 본 기술 분야에 숙련된 자에게 대체로 공지되어 있다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "카본 나노 튜브들" 은 본 기술 분야에 숙련된 자에게 그 일반적인 의미가 주지되어 있고 카본으로 제조된 미시적으로 작은 관형 구조들을 칭하고, 이는 롤링 업된 (rolled-up) 그래핀 층 (단일 벽형) 또는 롤링 업된 그래핀 층들 (다중벽형) 로 구성된 복수의 동심의 튜브들의 형태일 수 있다.
카본 나노 튜브들의 길이는 폭넓은 범위에 걸쳐 변할 수 있다. 본 명세서에서 적절한 길이는 예를 들면 0.1 ㎛ 내지 1000 ㎛ 의 범위 또는 다르게 0.1　㎛ 내지 100 ㎛ 의 범위일 수 있다.
나노 튜브들의 직경은 예를 들면 0.1-100　nm, 보다 바람직하게 1-50 nm, 특히 바람직하게 5-20 nm 의 범위일 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "그래핀" 은 본 기술 분야에 숙련된 자에게 그 일반적인 의미가 주지되어 있고 2차원 구조를 갖는 카본 개질을 칭하고, 상기 2차원 구조에서 각각의 카본 원자는 세개의 추가의 카본 원자들에 의해 둘러싸여 벌집형 패턴을 형성한다. 그래핀은 예를 들면 그래핀 플록 (flocs) 의 형태로 사용될 수 있다.
다공성 카본은 바람직하게 활성화된 카본 (예를 들면 구형 카본), 카바이드로부터 제조된 카본 ("CDC" : "카바이드 유도된 카본" 으로서 공지됨), 구형의 중공 카본 및 그 혼합물들로부터 선택된다. 구형의 중공 카본의 경우에, 템플레이트 (template) 의 지원으로써 또는 템플레이트 없이 제조된 구형의 중공 카본이 특히 적절하다.
이들 다공성 카본들은 본 기술 분야에 숙련된 자에게 공지되어 있고 상업적으로 입수 가능하거나 또는 공지된 표준 방법들에 의해 제조될 수 있다.
구형 카본이 건식 무용매 조성물로 도입된다면, 바람직하게 25 ㎛ 내지 125 ㎛ 의 평균 입자 직경을 갖는다.
리튬-함유 배터리들을 위한 적절한 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료들은 본 기술 분야에 숙련된 자에게 대체로 공지되어 있다.
리튬-황 배터리에서, 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료는 황 또는 리튬 황화물 (Li2S) 또는 그 혼합물이다.
리튬 이온 배터리의 경우에, 다음의 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료들의 예가 언급될 수 있다:
인산철리튬 (LiFePO4), LiCoO2, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2, LiNi0.85Co0.1Al0.05O2, LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2, LiMn2O4.
폴리테트라플루오로에틸렌, 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료 및 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료는 바람직하게 단계 (i) 에서 서로 블렌딩되거나 혼합되어 건식 무용매 조성물을 생성한다.
예를 들면 볼 밀 또는 모르타르 밀 또는 캘린더와 같은 밀에서 성분들의 집중적인 블렌딩 또는 혼합은 단계 (i) 에서 건식 무용매 조성물의 제공에서와 같이 빠르게 발생될 수 있다. 그러나, 이러한 혼합은 바람직하게 폴리테트라플루오로에틸렌의 피브릴화를 일으키는 조건들 하에서는 아직 발생되지 않는다. 대안예로서, 성분들은 단계 (i) 에서 서로 단지 대략적으로 블렌딩될 수 있고 집중적인 혼합은 그 후에 폴리테트라플루오로에틸렌 피브릴들의 형성을 또한 발생시키는 조건들 하에서 단계 (ii) 에서 수행된다.
바람직한 실시형태에서, 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료 및 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료는 단계 (i) 에서 합성물 재료로서 도입되고 폴리테트라플루오로에틸렌과 블렌딩되어 건식 무용매 조성물을 얻을 수 있다.
적절한 합성물 재료는 예를 들면 전기 전도성 카본 재료의 (내부 또는 외부) 표면에 활성 캐소드 재료를 적용함으로써 얻어질 수 있다. 대안예로서, 또한 전기 전도성 카본 재료는 예를 들면 가루형 또는 그래뉼화된 캐소드 재료 상에 코팅의 형태로 활성 캐소드 재료의 표면에 적용되는 것이 가능하다.
보다 양호한 접촉을 달성하도록, 단계 (i) 에서 건식 무용매 조성물을 제공하기 위해 사전에 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료 및 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료를 혼합하는 것 또는 전도성 카본 재료의 표면 상에 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료를 증착 (deposit : 예를 들면 침투 또는 침입) 하고 이어서 폴리테트라플루오로에틸렌를 첨가하는 것이 바람직할 수 있다.
예를 들면, 황과 같은 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료는 용융되거나 또는 가스 상으로 되고 이어서 전기 전도성 카본 재료와 접촉되어 전도성 카본 재료의 표면 상에 전기 화학적으로 활성 성분을 증착할 수 있다. 대안예로서, 전기 화학적으로 활성 성분은 용매에 의해 전도성 카본 재료에 적용되고, 이어서 용매는 다시 제거될 수 있다.
상기 나타낸 바와 같이, 적어도 부분적으로 피브릴화된 폴리테트라플루오로에틸렌의 형성은 건식 무용매 조성물에 전단력들의 작용에 의해 단계 (ii) 에서 발생되고 그 결과로서 피브릴화된 조성물이 얻어진다.
폴리테트라플루오로에틸렌 피브릴들을 형성하기 위한 적절한 처리 단계들은 본 기술 분야에 숙련된 자에게 대체로 공지되어 있다.
도입된 전단력들의 결과로서 피브릴들이 형성되었는 지의 여부를 주사형 전자 현미경 사진들로부터 용이하게 알 수 있다. 피브릴들은 주사형 전자 현미경 사진에서 얇은 실들 (threads) 로서 용이하게 알 수 있다. 도 1 및 도 2 는 피브릴화된 폴리테트라플루오로에틸렌를 포함하는 조성물을 도시한다.
본 발명의 목적을 위해, 피브릴화된 조성물은 폴리테트라플루오로에틸렌이 적어도 부분적으로 피브릴화된 형태로 (즉 피브릴들의 형태로) 존재하는 조성물이다.
단계 (ii) 에서 폴리테트라플루오로에틸렌 피브릴들의 형성은 바람직하게 밀링 처리에 의해 달성된다. 볼 밀들 또는 모르타르 밀들과 같은 종래의 밀링 장치들이 여기에서 사용될 수 있다.
충분한 전단력들의 인가와 PTFE 피브릴들의 형성은, 예를 들면, 압출기에서 존재하는 바와 같은 예를 들면 트랜스포트 스크류에서 블렌딩에 의해 또한 달성될 수 있다.
상기 나타낸 바와 같이, 피브릴화된 조성물은 단계 (iii) 에서 성형되어 캐소드 포일을 생성한다.
피브릴화된 조성물을 포일로 변환하도록, 본 기술 분야에 숙련된 자에게 공지된 종래의 성형 기술들을 사용하는 것이 가능하다.
바람직한 실시형태에서, 단계 (iii) 에서 피브릴화된 조성물을 성형하여 포일을 생성하는 것은 롤링에 의해 실행된다. 피브릴화된 조성물의 이러한 롤링 아웃 (rolling out) 은 캘린더에서 수행될 수 있다.
성형은 실온 또는 예를 들면 50-150 ℃ 의 상승된 온도에서 수행될 수 있다. 성형이 실온에서 발생될 때, 조성물은 구형 입자 형태, 예를 들면 구형 카본을 갖는 고체를 포함하는 것이 유리할 수 있다. 상승된 온도 (예를 들면 50-150 ℃) 에서의 성형은 롤링-아웃의 경우에 예를 들면, 가열된 롤러들에 의해 실행될 수 있다.
롤링 방법에서, 어떠한 큰 프레싱 압력도 존재하지 않지만 오히려 전단 압력이 존재하는 것이 바람직하다.
그러나, 피브릴화된 조성물을 성형하여 캐소드 포일을 생성하는 것은 또한 프레싱 단계 (예를 들면 열간 프레싱) 또는 압출을 통해 수행될 수 있다. 다음에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 그러한 프레싱 단계는 기재에 포일을 적용하기 위해 동시에 사용될 수 있다.
단계 (iii) 에서 가공성을 개선하도록, 적절한 액체 또는 고체 프로세싱 첨가제들이 피브릴화된 조성물에 첨가될 수 있다. 조성물의 총질량에 기초한 이들 첨가제들의 양은 바람직하게 20 중량 % 이하, 보다 바람직하게 10 중량 % 이하 또는 심지어 5 중량 % 이하이다. 그러나, 본 발명의 방법은 또한 액체 또는 고체 프로세싱 첨가제들의 첨가없이, 특히 액체 프로세싱 첨가제들 없이 수행될 수 있다.
캐소드 포일에서 폴리테트라플루오로에틸렌의 비율은 폭넓은 범위에 거쳐 변할 수 있고 바람직하게 2 중량 % 내지 50 중량 %, 보다 바람직하게 3-20 중량 %, 심지어 보다 바람직하게 5-10 중량 % 의 범위이다.
전기 화학적으로 활성 캐소드 재료는 바람직하게 40 중량 % 내지 90 중량 %, 보다 바람직하게 50-80 중량 % 의 양으로 캐소드 포일에 존재한다.
리튬 이온 배터리의 경우에, 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료가 40 중량 % 내지 85 중량 %, 보다 바람직하게 60-80 중량 % 의 양으로 캐소드 포일에 존재하는 것이 바람직할 수 있다.
리튬-황 배터리의 경우에, 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료가 40 중량 % 내지 90 중량 %, 보다 바람직하게 50-70 중량 % 의 양으로 캐소드 포일에 존재하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조되는 캐소드 포일은 바람직하게 20-1000 ㎛ 의 범위, 보다 바람직하게 50-500 ㎛ 의 범위, 특히 바람직하게 80-300 ㎛ 의 범위의 두께를 갖는다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 캐소드 포일은 자체 지지형 또는 독립형 (free-standing) 이다. 자체 지지형 캐소드 포일은 그 양호한 기계적 강도 및 그 높은 가요성으로 인해, 리튬-함유 배터리에서 직접 사용될 수 있고 전도성 기재에 부가적으로 적용될 필요는 없다. 바람직한 실시형태에서, 단계 (iii) 에서 얻어진 캐소드 포일은 따라서 금속 기재 또는 카본 기재와 같은 전도성 기재에 부가적으로 적용되지 않는다.
대안예로서, 그러나, 캐소드 포일이 전기 전도성 기재, 바람직하게 금속 기재 또는 카본 기재 (예를 들면 카본 섬유들 또는 직조된 카본 직물로 구성됨) 에 적용되는 것이 또한 바람직할 수 있다.
기재에 캐소드 포일의 적용은 단계 (iii) 중에, 즉 예를 들면 단계 (ii) 로부터 피브릴화된 조성물을 기재에 적용하고 이어서 프레싱하여 이러한 기재 상에 캐소드 포일을 형성함으로써 성형 중에, 실행될 수 있다.
대안예로서, 단계 (iii) 에서 얻어진 독립형 또는 자체 지지형 캐소드 포일은 이어서 본 기술 분야에 숙련된 자에게 공지된 적절한 방법 단계들에 의해 기재에 적용될 수 있다.
적절한 금속 기재로서, 금속 포일, 금속 발포제 (예를 들면 니켈 또는 알루미늄 금속 발포제), 익스펜디드 메탈 (expanded metal), 천공된 금속 또는 천공된 플레이트, 직조된 금속 메시 또는 이들 금속 구조들의 조합의 예가 언급될 수 있다. 여기서, 카본 코팅은 접촉 저항을 감소시키고 접착성을 개선시키는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 추가의 양상에 따르면, 상기 목적은:
(i) 폴리테트라플루오로에틸렌 및 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료를 포함하는 건식 무용매 조성물을 제공하는 단계,
(ii) 건식 무용매 조성물에 전단력의 작용에 의해 적어도 부분적으로 피브릴화된 폴리테트라플루오로에틸렌을 형성하여 피브릴화된 조성물을 생성하는 단계,
(iii) 피브릴화된 조성물을 성형하여 포일을 생성하는 단계, 및
(iv) 포일 내에 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료를 도입하여 캐소드 포일을 생성하는 단계
를 포함하는 리튬-함유 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법에 의해 대안적으로 달성될 수 있다
이러한 대안적인 방법의 변형예에서, 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료 (예를 들면 황) 의 도입은 피브릴화된 폴리테트라플루오로에틸렌 및 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료를 포함하는 포일이 제조된 후에만 수행된다.
단계 (iii) 에서 얻어진 포일 내에 황과 같은 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료의 도입은 예를 들면 용융 상 또는 가스 상을 통해 실행될 수 있다. 여기서, 활성 캐소드 재료는 포일내로 확산되어 캐소드 포일을 생성한다.
폴리테트라플루오로에틸렌, 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료 및 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료의 바람직한 특성들에 관해, 상기 설명된 것이 참조될 수 있다.
피브릴화 단계 (ii) 및 성형 단계 (iii) 의 바람직한 특징들에 관해서도, 역시, 상기 설명된 것이 참조될 수 있다.
본 발명의 방법에서, 또한 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료가 단계 (i) 에서 도입되고 활성 캐소드 재료의 부가적인 도입이 단계 (iii) 이후에 수행되는 것이 가능하다.
본 발명의 추가의 양상에 따르면, 리튬-함유 배터리의 캐소드 포일이 제공되고, 이러한 캐소드 포일은:
- 적어도 부분적으로 피브릴화된 폴리테트라플루오로에틸렌,
- 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료,
- 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료
를 포함한다.
폴리테트라플루오로에틸렌, 전기 전도성 카본 재료 및 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료의 바람직한 특성들에 관해, 상기 설명된 것이 참조될 수 있다.
캐소드 포일은 바람직하게 2 중량 % 내지 50 중량 %, 보다 바람직하게 3 중량 % 내지 20 중량 %, 특히 바람직하게 5 중량 % 내지 10 중량 % 의 양으로 적어도 부분적으로 피브릴화된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함한다.
캐소드 포일은 바람직하게 1 중량 % 내지 55 중량 %, 보다 바람직하게 5 중량 % 내지 35 중량 % 의 양으로 전기 전도성 카본 재료를 포함한다.
캐소드 포일은 바람직하게 40 중량 % 내지 90 중량 %, 보다 바람직하게 50 중량 % 내지 70 중량 % 의 양으로 전기 화학적으로 활성 캐소드 재료를 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 캐소드 포일은 독립형 또는 자체 지지형이고, 즉 전도성 기재에, 특히 금속 기재에 적용되지 않는다.
대안적으로 또한 캐소드 포일은 전기 전도성 기재, 바람직하게 금속 기재 또는 카본 기재에 적용되는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 금속 기재 또는 카본 기재의 바람직한 특성들에 관해, 상기 설명된 것이 참조될 수 있다. 이러한 경우에, 캐소드 포일 및 기재는 캐소드 유닛을 함께 형성한다.
상기 설명된 방법에 의해 제조되거나 또는 이러한 방법을 통해 제조될 수 있는 캐소드 포일이 참조된다.
본 발명의 추가의 양상에 따르면, 상기 설명된 캐소드 포일을 포함하는 리튬-함유 배터리가 제공된다.
리튬-함유 배터리는 바람직하게 리튬-황 배터리 또는 리튬 이온 배터리이다. 이들 타입들의 배터리의 추가의 상세에 관해, 상기 설명된 것이 참조될 수 있다.
도 1 및 도 2 는 피브릴화된 폴리테트라플루오로에틸렌를 포함하는 조성물을 도시한다.
도 3 은 실시예 3 에서 제조된 자체 지지형 캐소드 포일을 사용하여, 리튬-황 배터리에서 제 1 사이클의 방전 커브가 결정되는 것을 도시한다.
도 4 는 실시예 4 에서 제조된 자체 지지형 캐소드 포일을 사용하여, 전압이 LiFePO4 배터리에서 용량 (LiFePO4 의 mAh/g) 의 함수로서 결정되는 것을 도시한다.
실시예들
실시예 1
다음의 건식 무용매 개시 조성물이 제공되었다:
다공성의, 전도성 카본 재료로서 0.450 g 의 활성화된 카본 (YP 50F, Kuraray Chemical Co., LTD),
전기 화학적으로 활성 캐소드 재료로서 0.450 g 의 황,
전도성 카본 재료로서 0.050 g 의 전도성 카본 블랙 (Super C65, TIMCAL Ltd. Group),
0.050 g 의 폴리테트라플루오로에틸렌.
상기 재료들은 스틸 모르타르 밀 (즉 건식 무용매 조성물의 제공) 내로 도입된다. 폴리테트라플루오로에틸렌의 피브릴화가 20 kg 의 수평 및 수직 압력으로 2 분 동안 밀링에 의해 발생된다. 피브릴화된 조성물이 얻어진다. 이러한 조성물은 캘린더에서 155℃ 로 150 ㎛ 의 두께로 롤링 아웃된다. 자체 지지형 또는 독립형 캐소드 포일이 얻어진다.
이러한 자체 지지형 포일의 양호한 기계적 특성들은 그 중에서도, 롤링 업될 수 있고 수평 인장력들이 적용되도록 허용한다는 사실에 의해 나타난다. 수직 압축력들 (예를 들면 셀 구성 중에) 은 포일에서 임의의 변경을 발생시키지 않는다. 추가로, 피스들은 포일로부터 스탬핑될 수 있다.
실시예 2
다음의 건식 무용매 개시 조성물이 제공되었다:
다공성의, 전도성 카본 재료로서 0.300 g 의 구형 카본 (TV 505, Bluecher Adsor-Tech GmbH),
전기 화학적으로 활성 캐소드 재료로서 0.600 g 의 황,
전도성 카본 재료로서 0.050 g 의 전도성 카본 블랙 (SuperC65, TIMCAL Ltd. Group),
0.050 g 의 폴리테트라플루오로에틸렌.
150　㎛ 의 두께를 갖는 자체 지지형 캐소드 포일의 제조는 실시예　1 에서 설명된 방법 단계들과 유사한 방식으로 수행되었다.
실시예 3
다음의 건식 무용매 개시 조성물이 제공되었다:
다공성의, 전도성 카본 재료로서 0.250 g 의 구형 카본 (TV 505, Bluecher Adsor-Tech GmbH),
전기 화학적으로 활성 캐소드 재료로서 0.500 g 의 황,
전도성 카본 재료로서 0.200 g 의 카본 나노 튜브들 (NC7000, Nanocyl),
0.050 g 의 폴리테트라플루오로에틸렌.
150　㎛ 의 두께를 갖는 자체 지지형 캐소드 포일의 제조는 실시예 1 에서 설명된 방법 단계들과 유사한 방식으로 수행되었다.
실시예 3 에서 제조된 자체 지지형 캐소드 포일을 사용하여, 리튬-황 배터리에서 제 1 사이클의 방전 커브가 결정되었다. 이는 도 3 에 도시된다. 황의 1150 mAh/g 의 높은 방전 용량값이 결정될 수 있었다. 이는 리튬-황 배터리들에 대해 선행 기술에서 달성된 값들에 거의 상응한다 (예를 들면, US 6,569,573 를 참조).
실시예 4
다음의 건식 무용매 개시 조성물이 제공되었다:
전도성 카본 재료로서 0.150 g 의 전도성 카본 블랙 (SuperC65, TIMCAL Ltd. Group),
전기 화학적으로 활성 캐소드 재료로서 0.800 g 의 LiFePO4 (P2, Phostech Lithium Inc.),
0.050 g 의 폴리테트라플루오로에틸렌.
150　㎛ 의 두께를 갖는 자제 지지형 캐소드 포일의 제조는 실시예 1 에서 설명된 방법 단계들과 유사한 방식으로 수행되었다.
실시예 4 에서 제조된 자체 지지형 캐소드 포일을 사용하여, 전압은 LiFePO4 배터리에서 용량 (LiFePO4 의 mAh/g) 의 함수로서 결정되었다. 이는 도 4 에 도시된다.

Claims (11)

  1. 리튬-황 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법으로서:
    (i) 폴리테트라플루오로에틸렌, 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료, 및 황, 리튬 황화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 건식 무용매 조성물을 제공하는 단계,
    (ii) 상기 건식 무용매 조성물에 전단력들의 작용에 의해 적어도 부분적으로 피브릴화된 (fibrillated) 폴리테트라플루오로에틸렌을 형성 (formation) 하여 피브릴화된 조성물을 생성하는 단계,
    (iii) 상기 피브릴화된 조성물을 성형 (forming) 하여 캐소드 포일을 생성하는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 건식 무용매 조성물은, 황, 리튬 황화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 상기 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료의 표면에 증착시키고, 이어서 폴리테트라플루오로에틸렌를 첨가하여 얻은 것인, 리튬-황 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법.
  2. 리튬-황 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법으로서:
    (i) 폴리테트라플루오로에틸렌 및 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료를 포함하는 건식 무용매 조성물을 제공하는 단계,
    (ii) 상기 건식 무용매 조성물에 전단력들의 작용에 의해 적어도 부분적으로 피브릴화된 폴리테트라플루오로에틸렌을 형성하여 피브릴화된 조성물을 생성하는 단계,
    (iii) 상기 피브릴화된 조성물을 성형하여 포일을 생성하는 단계, 및
    (iv) 상기 포일 내에 황, 리튬 황화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 도입하여 캐소드 포일을 생성하는 단계를 포함하는, 리튬-황 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 전도성의 전기 화학적으로 불활성 카본 재료는 카본 블랙, 다공성 카본들, 카본 나노 튜브들, 그래핀, 그래파이트, 카본 섬유들 및 그 혼합물들로부터 선택되는, 리튬-황 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    단계 (ii) 에서 상기 적어도 부분적으로 피브릴화된 폴리테트라플루오로에틸렌을 형성하는 것은 트랜스포트 스크류 (transport screw) 에서 밀링, 블렌딩 또는 그 조합들에 의해 수행되는, 리튬-황 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    단계 (iii) 에서 상기 피브릴화된 조성물을 성형하여 상기 포일 또는 상기 캐소드 포일을 생성하는 것은 롤링, 프레싱 또는 압출에 의해 수행되는, 리튬-황 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    단계 (iii) 또는 단계 (iv) 에서 얻어지는 상기 캐소드 포일은 자체 지지형인, 리튬-황 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 포일 내에 상기 황, 리튬 황화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 도입하는 것은 용융 상 또는 가스 상에 의해 실행되는, 리튬-황 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 폴리테트라플루오로에틸렌은 2 중량 % 내지 50 중량 % 의 양으로 상기 캐소드 포일에 존재하거나; 또는 상기 황, 리튬 황화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것은 40 중량 % 내지 90 중량 % 의 양으로 상기 캐소드 포일에 존재하거나; 또는 상기 폴리테트라플루오로에틸렌은 2 중량 % 내지 50 중량 % 의 양으로 상기 캐소드 포일에 존재하고 상기 황, 리튬 황화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것은 40 중량 % 내지 90 중량 % 의 양으로 상기 캐소드 포일에 존재하는, 리튬-황 배터리의 캐소드 포일을 제조하기 위한 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022164120A1 (ko) * 2021-01-27 2022-08-04 주식회사 엘지에너지솔루션 건식 전극용 프리 스탠딩 필름, 이의 제조장치, 이를 포함하는 건식 전극, 및 이차전지

Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012018621A1 (de) 2012-09-14 2014-04-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Alkali-Chalkogen-Batterie mit geringer Selbstentladung und hoher Zyklenfestigkeit und Leistung
DE102012018622A1 (de) 2012-09-14 2014-03-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Li-S-Batterie mit hoher Zyklenstabilität und Verfahren zu deren Betreiben
DE102013209982B4 (de) 2013-05-28 2023-02-16 Technische Universität Dresden Alkalimetall-Schwefel-Batterie sowie Verfahren zu deren Betreibung
KR102463477B1 (ko) 2014-04-18 2022-11-04 테슬라, 인크. 건식 에너지 저장 장치 전극 및 이의 제조방법
DE102014210249A1 (de) * 2014-05-28 2015-12-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Kathode, Kathode, Lithium-Schwefel-Batterie
DE102014211421A1 (de) * 2014-06-13 2015-12-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von Alkalimetallsulfid-Nanopartikeln, Alkalimetallsulfid-Nanopartikel, Verwendung der Alkalimetallsulfid-Nanopartikel sowie Alkalimetall-Schwefel-Batterie
FI126390B (en) 2015-09-30 2016-11-15 Broadbit Batteries Oy Electrochemical batteries for use in high-energy or high-power batteries
FI128461B (en) 2016-03-04 2020-05-29 Broadbit Batteries Oy Rechargeable sodium cells for use in high energy density batteries
WO2017197299A1 (en) * 2016-05-12 2017-11-16 Navitas Systems, Llc Compositions and methods for electrode fabrication
DE102016217383A1 (de) 2016-09-13 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektroden mit verbesserter Stromsammlerstruktur
DE102016217397A1 (de) 2016-09-13 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Elektrodenstapel mit Randbeschichtung
DE102016217394A1 (de) 2016-09-13 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur lösungsmittelfreien Herstellung einer Elektrode
DE102016217372A1 (de) 2016-09-13 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer fibrillierten Materialzusammensetzung
DE102016217369A1 (de) * 2016-09-13 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Elektrode mit erhöhtem Aktivmaterialanteil
DE102016217386A1 (de) 2016-09-13 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur lösungsmittelfreien Herstellung einer Aktivmaterialzusammensetzung
DE102016217367A1 (de) 2016-09-13 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Aktivmaterials für eine Elektrode einer Batteriezelle, Anordnung zur Herstellung eines Aktivmaterials für eine Elektrode einer Batteriezelle und Batteriezelle
DE102016217404A1 (de) * 2016-09-13 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenfilms
DE102016217373A1 (de) 2016-09-13 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer homogenen partikulären Materialzusammensetzung
DE102016217403A1 (de) 2016-09-13 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Aktivmaterialzusammensetzung
US10847780B2 (en) * 2016-09-16 2020-11-24 Pacesetter, Inc. Battery electrode and methods of making
US10661090B2 (en) 2016-12-21 2020-05-26 Medtronic, Inc. Implantable medical device batteries with milled fluorinated carbon fibers, devices, and methods
EP3609000B1 (en) * 2017-04-28 2023-05-03 LG Energy Solution, Ltd. Cathode, secondary battery comprising same, and method for manufacturing same cathode
DE102017208220A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Herstellen eines Trockenfilms sowie Trockenfilm und mit dem Trockenfilm beschichtetes Substrat
DE102017209960A1 (de) 2017-06-13 2018-12-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Elektrode, insbesondere für eine Batterie
FI129573B (en) 2017-08-04 2022-05-13 Broadbit Batteries Oy Improved electrochemical cells for high energy battery use
EP3667776B1 (en) * 2017-09-04 2024-06-05 Industry - University Cooperation Foundation Hanyang University Positive electrode for metal-sulfur battery, manufacturing method therefor, and metal-sulfur battery comprising same
WO2019059724A2 (ko) * 2017-09-25 2019-03-28 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 전극
DE102017217656A1 (de) * 2017-10-05 2019-04-11 Robert Bosch Gmbh Elektrode umfassend elementares Lithium und Herstellungsverfahren
JP6981201B2 (ja) * 2017-11-21 2021-12-15 株式会社豊田自動織機 負極電極の製造方法
US20190237748A1 (en) 2017-11-22 2019-08-01 Maxwell Technologies, Inc. Compositions and methods for energy storage devices having improved performance
KR102536633B1 (ko) 2018-03-14 2023-05-25 주식회사 엘지에너지솔루션 양극의 제조 방법
US11545666B2 (en) * 2018-03-30 2023-01-03 Tesla, Inc. Compositions and methods for dry electrode films including microparticulate non-fibrillizable binders
DE102018205413A1 (de) 2018-04-11 2019-10-17 Robert Bosch Gmbh Graphen- und Festelektrolyt-basierte Kathode für eine Lithium-Zelle
US20210155766A1 (en) * 2018-04-13 2021-05-27 Navitas Systems, Llc Compositions and methods for electrode fabrication
EP3794657A1 (en) * 2018-05-14 2021-03-24 Maxwell Technologies, Inc. Compositions and methods for dry electrode films having reduced binder content
DE102018207773A1 (de) * 2018-05-17 2019-11-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung poröser Elektroden für elektrochemische Zellen
DE102018209955A1 (de) 2018-06-20 2019-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines porösen Kohlenstoff-Verbundwerkstoffs für elektrochemische Zellen
WO2020097672A1 (en) * 2018-11-12 2020-05-22 Monash University Method of producing thick sulphur cathodes for li-s batteries
DE102018221609A1 (de) 2018-12-13 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenfilms für einen Energiespeicher
DE102018222129A1 (de) * 2018-12-18 2020-06-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kathodeneinheit und Verfahren zum Herstellen einer Kathodeneinheit
CN113574697A (zh) 2019-01-15 2021-10-29 麦斯韦尔技术股份有限公司 用于预锂化能量存储装置的组合物和方法
CA3125938C (en) 2019-01-17 2024-04-16 Mikkel Vestergaard Frandsen Lis battery with low solvating electrolyte
CN112701252A (zh) * 2019-10-23 2021-04-23 南京鼎腾石墨烯研究院有限公司 柔性电池极片及其制备方法和含有该电池极片的电池
CN111018061B (zh) * 2019-12-30 2021-08-24 江苏大学 一种在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极及其制造方法
CN113451545A (zh) * 2020-03-24 2021-09-28 北京石墨烯研究院有限公司 柔性电池及其制备方法
CN111525114A (zh) * 2020-05-09 2020-08-11 四川聚创石墨烯科技有限公司 一种连续制备免集流体硅碳负极电极纸的方法
KR20230058152A (ko) * 2020-09-01 2023-05-02 다이킨 고교 가부시키가이샤 이차 전지용 전극 합제, 이차 전지용 전극 합제 시트 및 그 제조 방법 그리고 이차 전지
WO2022086103A1 (ko) * 2020-10-21 2022-04-28 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지용 전극, 이를 포함하는 이차 전지 및 전극 제조 방법
DE102020131233A1 (de) * 2020-11-25 2022-05-25 Netzsch Trockenmahltechnik Gmbh Verfahren zur herstellung eines homogenisierten gemischs aus kohlenstoff, schwefel und ptfe
CN112599724B (zh) * 2020-12-14 2023-03-24 天津市捷威动力工业有限公司 一种复合正极、全固态锂硫电池及它们的干法制备方法
JP7350049B2 (ja) * 2020-12-25 2023-09-25 ダイキン工業株式会社 単層カーボンナノチューブとｐｔｆｅとを複合した結着剤並びにそれを用いた電極作製用組成物及び二次電池
KR20230015109A (ko) * 2021-07-22 2023-01-31 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 이차 전지
KR20230018802A (ko) * 2021-07-30 2023-02-07 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지용 전극, 이의 제조방법, 및 상기 전극을 포함하는 이차 전지
EP4152445A1 (en) 2021-08-06 2023-03-22 LG Energy Solution, Ltd. Electrode for electrochemical device comprising dry electrode film and method for manufacturing the same
US20230402609A1 (en) 2021-09-16 2023-12-14 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode for lithium secondary battery, method for preparing the same, and lithium secondary battery comprising the same
FR3128317B1 (fr) 2021-10-14 2023-10-13 Accumulateurs Fixes Film isolant en voie seche pour rives d’electrodes
KR20230090008A (ko) * 2021-12-14 2023-06-21 삼성에스디아이 주식회사 전극, 이를 포함하는 리튬전지 및 이의 제조방법
WO2023146377A1 (ko) * 2022-01-28 2023-08-03 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지
DE102022105852A1 (de) 2022-03-14 2023-09-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Elektrode für eine elektrochemische Zelle, Kompositelektrode und elektrochemische Zelle
DE102022106527A1 (de) 2022-03-21 2023-09-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur lösungsmittelfreien Elektrodenherstellung sowie Elektrode
CN114725320B (zh) * 2022-04-15 2023-06-20 三一技术装备有限公司 干法极片的制备方法
KR20240037671A (ko) 2022-09-15 2024-03-22 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 바인더 및 이를 이용한 리튬 이차전지용 전극

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060246343A1 (en) * 2004-04-02 2006-11-02 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle packaging systems and methods of making same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6372065A (ja) 1986-09-12 1988-04-01 Toshiba Battery Co Ltd 非水溶媒二次電池
JPH07254432A (ja) 1994-01-25 1995-10-03 Toray Ind Inc ナトリウム−硫黄電池用陽極集電体およびその製造方法
DE69520426T2 (de) * 1994-10-19 2001-10-18 Daikin Ind Ltd Zellbindemittel und elektrodenzusammensetzung sowie daraus hergestellte zelle
WO2001036206A1 (en) 1999-11-12 2001-05-25 Fargo Electronics, Inc. Thermal printhead compensation
JP3670931B2 (ja) 2000-04-25 2005-07-13 三洋電機株式会社 リチウム二次電池用電極材料及びリチウム二次電池
US6939383B2 (en) * 2002-05-03 2005-09-06 3M Innovative Properties Company Method for making electrode
US20050250011A1 (en) 2004-04-02 2005-11-10 Maxwell Technologies, Inc. Particle packaging systems and methods
US7245478B2 (en) * 2004-08-16 2007-07-17 Maxwell Technologies, Inc. Enhanced breakdown voltage electrode
KR20070057175A (ko) 2004-09-22 2007-06-04 아오이 전자 주식회사 황 및/또는 ｓ-ｓ 결합을 가지는 황 화합물을 포함하는전지 양극 재료 및 그 제조 방법
US20080201925A1 (en) * 2007-02-28 2008-08-28 Maxwell Technologies, Inc. Ultracapacitor electrode with controlled sulfur content
WO2010008058A1 (ja) 2008-07-17 2010-01-21 旭硝子株式会社 非水電解質電池用負極コンポジット

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060246343A1 (en) * 2004-04-02 2006-11-02 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle packaging systems and methods of making same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022164120A1 (ko) * 2021-01-27 2022-08-04 주식회사 엘지에너지솔루션 건식 전극용 프리 스탠딩 필름, 이의 제조장치, 이를 포함하는 건식 전극, 및 이차전지

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