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具有在其中形成的粘合剂层的电极及其制造方法与流程

专利查询3月前  29

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本申请要求基于2020年6月25日提交的韩国专利申请第10-2020-0077557号的优先权,将所述韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种包括粘合剂层的电极及其制造方法,更具体地,涉及一种在电极活性材料层的两个端部的底部形成粘合剂层的电极及其制造方法。

背景技术

近年来,可充放电二次电池被广泛用作无线移动设备的能源。此外,二次电池作为电动车辆(EV)、混合动力车辆(HEV)等的能源越来越受到关注,更被建议作为目前使用化石燃料的汽油车和柴油车的替代品,以缓解空气污染等。因此,由于二次电池的优势,目前使用二次电池的应用类型非常多样化,预计未来二次电池将应用到更多领域和产品中。

根据电极和电解质的组成,此类二次电池可分为锂离子电池、锂离子聚合物电池、锂聚合物电池等,其中不太可能泄漏电解液并且易于制造的锂离子聚合物电池的使用量正在增加。一般来说,根据电池壳的形状,二次电池分为圆柱电池和方形电池(其中电极组件嵌入在圆柱形或矩形金属罐中)和袋型电池(其中电极组件嵌入在铝层压板的袋型外壳中)。装入电池壳的电极组由正极、负极和介于正极和负极之间的隔膜构成,是能够进行充放电的发电元件。电极组件分为卷芯型(在涂有活性材料的长片状正极和负极之间设置隔膜并卷绕)以及堆叠型(预定尺寸的多个正极和负极依次堆叠同时在其间设置隔膜)。

其中,由于电池的高容量,更大的外壳和薄材料的加工引起了人们的关注,因此,由于生产成本低、重量轻和易于变形,堆叠或堆叠/折叠型电极组件嵌入铝层压板袋状电池壳中的袋型电池的使用逐渐增加。

图1为传统电极制造工艺的示意图。

参照图1,将包含电极活性材料的电极浆料施加到集流体(1)上以形成电极活性材料层(2),然后干燥、辊压和开槽以制备电极。然而,这种电极制造方法会引起问题,例如,当对涂覆有电极浆料的集流体进行开槽时,活性材料在开槽部分脱离。近年来,随着为了提高能量密度而使电极活性材料的负载量增加,粘合剂含量相对减少,因此在开槽时,电极活性材料的脱离可能增加。此外,在干燥过程中,粘合剂移动到电极表面并促进电极活性材料的脱离。然而,如果增加电极浆料中的粘合剂含量以防止该问题,结果是能量密度会降低。

因此,需要开发技术来解决该问题。



技术实现要素:

[技术问题]

本发明旨在提供一种电极,其中,在电极的制造工艺和过程中,在不增加粘合剂含量的情况下防止了电极活性材料从集流体脱离,及该电极的制造方法。

[技术方案]

根据本发明的一个实施方式,本发明的电极包括位于集流体上的电极活性材料层的结构,在所述集流体的一个端部处形成有电极极耳,并且在集流体和电极活性材料层之间形成粘合剂层,粘合剂层在电极活性材料层的两个端部形成。

根据本发明的一个实施方式,基于粘合剂层的重量,粘合剂层包括60至90重量%的粘合剂和10至40重量%的导电材料。

根据本发明的一个实施方式,粘合剂层的厚度为电极活性材料层厚度的1%至30%。

在这种情况下,集流体的两个端部的电极活性材料层的厚度和粘合剂层的厚度之和与电极活性材料层的未形成粘合剂层的部分的厚度相同。

根据本发明的一个实施方式,形成于集流体的一个端部的粘合剂层的宽度为电极活性材料层的宽度的5%至20%。

此外,本发明提供一种包含上述电极的二次电池。

本发明提供了一种制造电极的方法,其包括:将包含粘合剂的粘合剂组合物以两列涂覆在集流体上的粘合剂层形成步骤;将包含电极活性材料的电极浆料涂覆到集流体上的电极活性材料层形成步骤,其中粘合剂层形成在活性材料层的基于涂布宽度方向的两个端部,并且集流体完全覆盖粘合剂层;干燥形成有粘合剂层和电极活性材料层的集流体的步骤;电极形成步骤,其中对干燥的集流体进行开槽而在一个端部形成电极极耳。

在粘合剂层形成步骤中,形成为两列的粘合剂层中的一个的宽度小于另一个粘合剂层的宽度。

在粘合剂层形成步骤中,基于集流体的宽度方向,在两列粘合剂层的每一个的外部形成未涂覆部。

在电极形成步骤中,在一个未涂覆部处形成电极极耳。

在这种情况下,电极极耳可以形成在两列粘合剂层中的宽度较小的一个粘合剂层处。

在电极形成步骤中,在集流体的两列粘合剂层中,将宽度较大的粘合剂层开槽至与另一个粘合剂层相同的宽度。

根据本发明的一个实施方式,粘合剂层形成步骤和活性材料层形成步骤是通过一个槽模同时进行的。

根据本发明的另一实施方式,粘合剂层形成步骤和活性材料层形成步骤用两个槽模依次连续进行。

此外,本发明包括制造二次电池的方法,其包括所述制造电极的方法。

[有益效果]

本发明的电极可以通过在集流体和电极活性材料层之间在两个端部形成粘合剂层来防止电极活性材料的脱离,并因此防止低电压问题。

此外,通过在涂覆包括电极活性材料的电极浆料之前将粘合剂组合物涂覆到将要涂覆电极浆料的地方的两个端部,本发明的电极的制造方法防止了在集流体的开槽过程中活性材料与集流体脱离。

附图描述

图1是说明传统电极制造过程的示意图。

图2是显示本发明的一个实施方式的电极结构的示意图。

图3是说明电极的制造方法的步骤的流程图。

图4是根据本发明的电极的制造方法涂覆到集流体上的粘合剂组合物的形状的示意图。

图5是示出根据本发明的电极制造方法涂覆到已涂覆有粘合剂组合物的集流体上的包含电极活性材料的电极浆料的形状的示意图。

图6是根据本发明的电极制造方法对涂覆有粘合剂组合物和电极浆料的集流体进行开槽的过程的示意图。

图7是示出本发明的电极的一个实施方式的粘合剂组合物和电极浆料的涂覆过程的示意图。

图8是示出本发明的电极的一个实施方式中使用的槽模结构的示意图。

图9是示出本发明的电极的另一实施方式中使用的槽模中嵌入的垫片构件的形状的示意图。

图10是示出本发明的一个实施方式的电极制造方法的粘合剂组合物和电极浆料的涂覆过程的示意图。

图11是示出本发明的一个实施方式的电极制造方法中使用的槽模结构的示意图。

具体实施方式

在下文中,将详细描述本发明。本说明书和权利要求中使用的术语和词语不应被解释为限于普通术语或字典术语,本发明人可以适当地定义术语的概念以最好地描述其发明。术语和词语应被解释为与本发明的技术思想一致的含义和概念。

在本申请中,应当理解的是,“包括”、“具有”等术语是指说明书中描述的特征、数量、步骤、操作、组分、部分或其组合,不预先排除存在或添加一个或多个其他特征或数字、步骤、操作、组分、部分或其组合的可能性。此外,当层、膜、区域、板等部分被称为在另一部分“之上”时,这不仅包括该部分“直接”在另一部分“上”的情况,还包括在其间插入又一部分的情况。另一方面,当诸如层、膜、区域、板等部分被称为在另一部分“之下”时,这不仅包括该部分“直接”在另一部分“下”的情况,还包括在其间插入又一部分的情况。此外,本申请中设置在“上”可以包括设置在底部和顶部的情况。

以下,将详细描述本发明。

图2为本发明的一个实施方式的电极结构的示意图。

参照图2,本发明的电极(100)具有在集流体(110)上形成电极活性材料层(120)的结构,其中电极极耳(111)在一个端部形成,并且粘合剂层(130)在集流体(110)和电极活性材料层(120)之间形成,粘合剂层(130)在电极活性材料层(120)的两个端部形成。

在本发明的上下文中,电极活性材料层是指通过将电极浆料涂覆在集流体上而形成的层,粘合剂层是指通过将粘合剂组合物涂覆在集流体上而形成的层。

在这种情况下,粘合剂层(130)和电极活性材料层(120)可以在集流体(110)的一侧或两侧形成。参考图2,图2的(a)示出了电极,其中粘合剂层(130)和电极活性材料层(120)在集流体(110)的一侧形成,并且图2的(b)示出了电极,其中粘合剂层(130)和电极活性材料层(120)在集流体(110)的两侧形成。

如上所述,在电极的制造方法中,在将包含电极活性材料的电极浆料涂覆在集流体上并干燥、辊压和开槽以制备电极时,在开槽时发生电极活性材料层脱离的问题。此外,在电极的使用过程中,由于电极端部容易磨损,存在活性材料脱离的问题。

因此,通过在电极活性材料层(120)和集流体(110)之间形成粘合剂层(130),可以在电极的制造过程和使用过程中提高集流体与活性材料的粘附力,并且可以防止集流体和活性材料的脱离。因此,可以在电极的制造过程和使用过程中防止诸如循环特性等电池性能的劣化。

此外,本发明在集流体的一部分而不是集流体的整个表面上形成粘合剂层,在这种情况下,由于粘合剂层充当电阻,因此可以防止电极活性材料层和集流体之间的导电性降低。通过仅在电极活性材料层的两个端部形成粘合剂层以确保电极活性材料层和集流体之间的最大导电性,本发明的电极能够提高电池的性能。

以下,将详细描述本发明。

根据本发明的电极,集流体可以由导电性良好的金属制成的导电部件形成。集流体没有特别限制,只要它具有导电性而不引起电池的化学变化即可。当锂二次电池的电极为正极时,电极集流体例如为不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳,或者用碳、镍、钛或银进行过表面处理的铝或不锈钢。此外,可以在集流体表面形成细微的凹凸,以提高电极涂层的粘附力。集流体可以以各种形式使用,例如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫和无纺布,并且可以具有3至500μm的厚度。

当电极为负极时,实例包括铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳,或者用碳、镍、钛或银等进行过表面处理的不锈钢,铝镉合金,等等。负极的集流体可以具有3至500μm的厚度。

另一方面,电极活性材料层可包含电极活性材料、导电材料和粘合剂。电极活性材料可以是正极活性材料或负极活性材料,并且正极活性材料可以是含锂氧化物,并且可以相同或不同。作为含锂氧化物,可以使用含锂过渡金属氧化物。

例如,含锂过渡金属氧化物是LixCoO2(0.5<x<1.3)、LixNiO2(0.5<x<1.3)、LixMnO2(0.5<x<1.3)、LixMn2O4(0.5<x<1.3)、Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3,0<a<1,0<b<1,0<c<1,a+b+c=1)、LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3,0<y<1)、LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3,0≤y<1)、LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3,0≤y<1)、Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3,0<a<2,0<b<2,0<c<2,a+b+c=2)、LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3,0<z<2)、LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3,0<z<2)、LixCoPO4(0.5<x<1.3)和LixFePO4(0.5<x<1.3)。可以是选自它们中的任何一种或两种以上的混合物,并且含锂过渡金属氧化物可以被诸如铝(Al)等金属或金属氧化物包覆。此外,除了含锂过渡金属氧化物之外,还可以使用硫化物、硒化物、卤化物或它们中的一种或多种。

负极可包括碳材料、锂金属、硅或锡。当碳材料用作负极活性材料时,可以使用低结晶碳和高结晶碳。典型的低结晶碳包括软碳和硬碳,高结晶碳包括天然石墨、凝析石墨、热解碳和液晶沥青基碳纤维。常见的有高温煅烧碳,例如中间相沥青基碳纤维、中间相碳微珠、中间相沥青和石油,或煤焦油沥青衍生的焦炭。

基于包括正极活性材料的混合物的总重量,导电材料的添加量通常为1重量%至30重量%。这样的导电材料没有特别限制,只要其具有导电性且不引起电池化学变化即可,可以使用例如:石墨,例如天然石墨或人造石墨;炭黑,例如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽黑、炉黑、灯黑和夏黑;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;例如聚亚苯基衍生物等导电材料。

粘合剂是有助于活性材料与导电材料的结合以及与集流体结合的组分,基于包含正极活性材料的混合物的总重量,通常其添加量为1至30重量%。

粘合剂为可溶于有机溶剂但不溶于水的水不溶性聚合物,或者不溶于有机溶剂而溶于水的水性聚合物。水不溶性聚合物的实例包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚丙烯腈(PAN)、聚环氧丙烷(PPO)、聚环氧乙烷-环氧丙烷共聚物(PEO-PPO)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸酯或它们中的一种或多种,且/或可以使用其衍生物。

水性聚合物的实例包括羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、醋酸纤维素(CAP)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、邻苯二甲酸羟丙基甲基纤维素(HPMCP),或它们中的一种或多种,和/或如上所述的各种纤维素的衍生物。

另一方面,粘合剂层可以包括粘合剂和导电材料。粘合剂和导电材料可以使用在上述活性材料中使用的粘合剂和导电材料,并且可以使用与它们相同的种类或不同的种类。

基于粘合剂层的重量,粘合剂层可包含60至90重量%的粘合剂,特别是70至80重量%的粘合剂。因此,基于粘合剂层的重量,导电材料的含量可以为10至40重量%,更具体地为20至30重量%。当粘合剂和导电材料的含量在上述范围内时,可以提高电极活性材料层和集流体的粘附力并且可以实现电极中电阻的最小化。当粘合剂含量低于60重量%且导电材料含量高于40重量%时,由于粘合剂含量缺乏,电极活性材料可能脱离。另一方面,当粘合剂含量高于90%且导电材料含量低于10%时,导电材料含量的缺乏会增加电极中的电阻。

参照图2,粘合剂层(130)的厚度(h2)可以是电极活性材料层(120)的厚度(h1)的1%至30%,特别是1%至20%,更特别是1%至10%。在这种情况下,电极活性材料层(120)的厚度(h1)是指与集流体(110)直接接触的电极活性材料层(120)的厚度。其目的是通过最小化粘合剂层(130)的体积和最大化电极活性材料层(120)的体积来最大化电极容量。当粘合剂层(130)的厚度小于电极活性材料层(120)的厚度的1%时,粘合剂层(130)的体积可能太小而无法防止活性材料的脱离。当粘合剂层(130)的厚度大于电极活性材料层(120)的厚度的30%时,随着电极活性材料层(130)表面上粘合剂层(120)厚度的增加,形成的台阶也增加。这是不期望的,因为在制造电极组件时体积变得更大。如果如下文所述调节电极活性材料层(120)的厚度以使电极活性材料层(120)上具有平坦的顶面,则当粘合剂层(130)太厚时,电极活性材料层(120)的体积减少与粘合剂层(130)一样的体积,因此,存在电极容量降低的问题。

根据本发明的电极,集流体(110)的两个端部的电极活性材料层(120)和粘合剂层(130)的厚度之和与未形成粘合剂层(130)之处的电极活性材料层(120)的厚度相同。如上所述,这是为了防止因调节电极活性材料层(120)的厚度使电极活性材料层(120)的顶面平整而形成台阶。如果由于粘合剂层(130)而在电极活性材料层(120)的顶面上形成台阶,则该台阶可能导致在隔膜和电极之间形成空间并且可能增加电极组件的体积。

参照图2,在集流体的一个端部形成的粘合剂层(130)的宽度(d2)可以是电极活性材料层(120)的宽度(d1)的5%至20%,特别是在5%至10%。在这种情况下,宽度是与涂布粘合剂层时的涂布方向(集流体的输送方向,以下称为涂布方向)垂直的方向。宽度方向对应于电极极耳伸出的方向。

当粘合剂层(130)的宽度低于上述范围时,在制造和使用电极时可能发生活性材料的脱离。当粘合剂层(130)的宽度高于上述范围时,电极活性材料层(120)与集流体(110)直接接触的面积会减小,并且由于电极活性材料层(120)的体积减小了与粘合剂层(130)一样的体积,电极的容量可能会减少。

本发明提供一种包括上述电极的二次电池。

二次电池在电极壳内部容纳有电极组件,其中正极、负极和隔膜交替堆叠。在这种情况下,正极和负极中的至少一个具有在活性材料层的两个端部形成的粘合剂层。此外,电极组件的形状没有特别限制,只要它包括正极和负极之间的隔膜、正极和负极即可,并且可以是例如卷芯(jelly-roll)型、堆叠型或堆叠折叠型。

电池壳没有特别限制,只要其用作包裹电池的外部材料即可,可以使用圆柱型、方形或袋型。然而,具体而言,电池单元可以是袋状电池单元。在袋状电池单元的情况下,电池壳由铝层压板制成,提供用于容纳电极组件的空间,并且整体具有袋状。袋状二次电池通过对电池壳的外周面进行热密封的工艺制造,其中将电极组件嵌入电池壳的存储部,注入电解液,并使电池盒的上袋和下袋接触。与袋状二次电池相关的其他内容为本领域技术人员所熟知,在此不再赘述。

此外,本发明提供了上述电极的制造方法。

图3是说明电极制造方法的步骤的流程图。

参照图3,本发明的制造电极的方法包括:将包含粘合剂的粘合剂组合物以两列涂覆在集流体上的粘合剂层形成步骤(S10);将包含电极活性材料的电极浆料涂覆到集流体上的电极活性材料层形成步骤(S20),其中粘合剂层形成在活性材料层的基于涂布宽度方向的两个端部并且集流体完全覆盖粘合剂层;干燥形成有粘合剂层和电极活性材料层的集流体的步骤(S30);电极形成步骤(S40),其中通过对干燥的集流体进行开槽而在一个端部处形成电极极耳。

通过在涂覆包括电极活性材料的电极浆料之前将粘合剂组合物涂覆到将要涂覆电极浆料的地方的两个端部,本发明的电极的制造方法防止了在集流体的开槽过程中活性材料与集流体脱离。

图4是根据本发明的电极制造方法涂覆到集流体上的粘合剂组合物的形状的示意图。图5是示出根据本发明的电极制造方法涂覆到已涂覆有粘合剂组合物的集流体上的包含电极活性材料的电极浆料的形状的示意图。图6是根据本发明的电极制造方法对涂覆有粘合剂组合物和电极浆料的集流体进行开槽的过程的示意图。

参考图4至图6,根据本发明的电极制造方法,最初通过将包括粘合剂和导电材料的粘合剂组合物涂覆在集流体(110)上来形成粘合剂层(130)。粘合剂和导电材料如上所定义。通过将粘合剂和导电材料分散在诸如N-甲基-吡咯烷酮(NMP)等溶剂中而形成粘合剂组合物,将其制备成糊状混合物,并通过涂覆装置涂覆。粘合剂层(130)具有以预定间隔隔开的结构,例如它可以通过涂覆成两列而形成。

在一个实例中,形成为两列的粘合剂层(130)中的一个的宽度小于另一个粘合剂层的宽度。在这种情况下,宽度较小的粘合剂层的宽度应该与在最终制造的电极上形成的粘合剂层的宽度相同。如下文将描述的,这是因为电极极耳应与宽度较小的粘合剂组合物相邻地形成。另一方面,宽度较大的粘合剂层的宽度形成为大于在最终制造的电极上形成的粘合剂层的宽度。在开槽工序中,宽度较大的粘合剂层被冲切至在最终制造的电极处形成的粘合剂层的宽度。这是为了在开槽过程中防止因直接冲切在集流体上形成的粘合剂层而导致的电极活性材料在粘合剂组合物上面的电极浆料处发生脱离。

在这种情况下,为了基于集流体(110)的宽度方向在两列粘合剂层的每一个的外部形成未涂覆部(140),在基于宽度方向离开集流体(110)边缘的某个部分形成两列粘合剂层(130)。如下所述,这是为了在开槽过程中形成电极极耳(111)。

当粘合剂层(130)在集流体(110)上形成时,电极活性材料层(120)随着将电极浆料(121)涂覆到集流体上而形成。与粘合剂层(130)一样,电极活性材料层(120)通过在将导电材料和粘合剂分散在溶剂中之后涂覆糊状混合物形式的电极浆料而形成。在这种情况下,电极活性材料层(120)被涂覆成完全覆盖粘合剂层(130),因此粘合剂层(130)在集流体和电极活性材料层(120)之间且位于电极活性材料层(120)的两个端部处。

当形成电极活性材料层(120)时,在将其干燥以除去溶剂并辊压之后,它可以具有期望的厚度。

在电极形成步骤中,可以将干燥的集流体(110)制造成单元电极(A),其中通过开槽过程在一个端部处形成电极极耳(111)。

在这种情况下,电极极耳(111)在一个未涂覆部(140)处形成,该未涂覆部(140)形成在以两列形成的粘合剂层(130)的基于宽度方向的外部。

例如,电极极耳(111)可以与以两列形成的粘合剂层(130)中宽度较小的粘合剂层相邻地形成。

此外,在电极形成步骤中,在集流体的两列粘合剂层中,将宽度较大的粘合剂层开槽成与另一个的宽度相同。因此,可以获得具有在两个端部形成有宽度相同的粘合剂层(130)的电极。

在开槽过程中,可以以使以两列形成的粘合剂层(130)具有相同宽度的方式对这两个层进行开槽。然而,粘合剂层的宽度可以根据电极的期望性能而不同。

另一方面,例如,粘合剂层形成步骤和电极活性材料层形成步骤可以通过槽模涂布法进行。

图7是示出本发明的电极的一个实施方式的粘合剂组合物和电极浆料的涂覆过程的示意图,图8是示出本发明的电极的一个实施方式中使用的槽模结构的示意图。图9是示出本发明的电极的另一实施方式中使用的槽模中嵌入的垫片构件的形状的示意图。

参考图7至图8,粘合剂层形成步骤和电极活性材料层形成步骤可以通过一个槽模同时进行。

在这种情况下,槽模(200)的结构中具有两个排出口(250),以同时排出粘合剂组合物(131)和电极浆料(121)。

对于槽模(200),当形成两个排出口(250)时,槽模的形状没有特别限制。然而,例如,槽模(200)具有依次紧固的上模(210)、中模(220)和下模(230)的结构。第一排出口(251)在上模(200)与中模(220)的界面之间形成,用于排出电极浆料(121)。中模(210)和下模(230)之间的界面可以具有排出粘合剂组合物(131)的第二排出口(252)的结构。例如,上模(210)、中模(220)和下模(230)可以通过紧固螺栓连接。

此外,在本发明中,为了将粘合剂组合物(131)涂覆在集流体(110)上然后直接涂覆电极浆料(121),排出粘合剂组合物(131)的第二排出口应当位于排出电极浆料(121)的第一排出口的基于集流体的输送方向的上游点。

此外,参见图7,槽模(200)位于集流体(110)的一侧并且通过排出口(250)排出粘合剂组合物(131)和电极浆料(121)。在与槽模(200)相邻的集流体(110)的另一侧是传送器(300)。传送器(300)传送集流体(110)并支撑集流体(110),使得集流体(110)可以涂覆有电极浆料和粘合剂组合物。

电极浆料和粘合剂组合物由构成它们的原料混合形成,并通过筛子或过滤器等过滤以增加分散度,然后输送到槽模(200)。电极浆料和粘合剂组合物经由临时储存浆料输送管(未示出)和供应的浆料的歧管(未示出)输送到槽模(200),并在排出口(250)排出,然后施加到集流体(110)。在这种情况下,将粘合剂组合物(131)涂覆在集流体(110)的顶面上以形成粘合剂层(130),并且将电极浆料(121)涂覆在粘合剂层(130)的顶面上(130)以形成电极活性材料层(120)。

集流体(110)由传送器(300)连续输送。将形成有粘合剂层(130)和电极活性材料层(120)的集流体输送到干燥机(未示出),通过辊(未示出)进行辊压,然后进行开槽工序来制作电极。

另一方面,参照图8至图9,可以在各模具之间设置垫片构件(240)以形成第一排出口(251)和第二排出口(252)。更具体地,第一垫片构件(241)可以设置在上模(210)和中模(220)之间,并且第二垫片构件(242)可以设置在中模(220)和下模(230)之间。

第一垫片构件(241)包括在与上模(210)和中模(220)的内表面尺寸相同的板上与歧管连通的中空部,并在一侧开口以排放电极浆料。当组装电极时,开口部用作排出口。

第二垫片构件(242)包括在与中模(220)和下模(230)的内表面尺寸相同的板上与歧管连通的中空部,并在一侧开口以排放粘合剂组合物。在组装槽模时,开口部用作排出口。

另一方面,由于设置在模具之间的第一垫片构件(241)和第二垫片构件(242)形成排出口(250),因此第一垫片构件(241)和第二垫片构件(242)的形状应根据待施加的图案进行调整。

具体而言,在第一垫片构件(241)中形成的中空部具有与歧管相同的形状以在集流体的中心施加电极浆料。然而,第二垫片构件(242)中的中空部在中心处具有壁,以将粘合剂组合物施加到电极浆料的两个端部。此外,由于粘合剂组合物以宽度不同的两列施加在集流体上,所以被第二垫片构件(242)中的壁隔开的中空部的宽度中的一个可以形成为短于另一个。

此外,由于垫片构件的厚度决定了待施加的材料的厚度,因此与电极浆料的排放相关的第一垫片构件(241)的厚度可以大于与粘合剂组合物的排放相关的第二垫片构件(242)的厚度。

如上所述,为了防止在电极表面形成台阶,电极活性材料层的厚度可以与粘合剂层的厚度一样薄,以使集流体两个端部的电极活性材料层和粘合剂层的厚度之和可以与未形成粘合剂层之处的电极活性材料层的厚度相同。在这种情况下,可以通过将排出口的宽度方向的两个端部的厚度设置成等于中心部的厚度减去待施加的粘合剂组合物的厚度来减小电极浆料(121)的厚度。

如上所述,施加粘合剂组合物的步骤和形成电极浆料的步骤可以通过一个槽模同时进行或由两个槽模连续进行。

图10是示出本发明的另一个实施方式的电极制造方法的粘合剂组合物和电极浆料的涂覆过程的示意图。图11是示出本发明的另一个实施方式的电极制造方法中使用的槽模结构的示意图。

参照图10,槽模(400)由排出电极浆料(121)的第一槽模(410)和排出粘合剂组合物(131)的第二槽模(420)组成。具体而言,第二槽模(420)位于涂布工序方向的上游点,并将粘合剂组合物(131)涂覆在集流体(111)的顶面上。连续地,位于第二槽模(420)下游方向的第一槽模(410)将电极浆料(121)涂覆到已涂覆有粘合剂组合物(131)的集流体(110)上并在集流体(110)上形成粘合剂层(130)和电极活性材料层(120)。

此外,集流体(110)可以由传送器(300)支撑和传输。通过干燥器(未示出)和辊(未示出)将涂覆有粘合剂组合物(131)和电极浆料(121)的集流体(110)依次干燥和辊压,然后开槽以制备电极。

参考图11,第一槽模(410)和第二槽模(420)各自具有单独的排出口,电极浆料和粘合剂组合物可以通过该排出口排出。第一槽模(410)由上模(411)和下模(412)组成,第一垫片构件(241)设置在上模(411)和下模(412)之间以形成可以排出电极浆料(121)的排出口。相应地,第二槽模(420)由上模(421)和下模(422)组成,并且第二垫片构件(242)设置在上模(421)和下模(422)之间以形成可以排出粘合剂组合物(131)的排出口。关于第一垫片构件和第二垫片构件的信息如上所述。

以上描述仅是对本发明技术思想的说明,本发明所属领域的技术人员可以在不脱离本发明的本质特征的情况下进行各种修改和变化。因此,本发明所公开的实施方式并非用于限制本发明的技术思想,而是用于说明本发明,本发明的技术思想的范围不受这些实施方式的限制。本发明的保护范围应以所附权利要求为准,在与其等同的范围内的技术思想,均应理解为包含在本发明的保护范围内。

在本说明书中,使用了表示向上、向下、向左、向右、向前和向后方向的术语,但这些术语只是为了便于说明,可能会根据物体的位置或观察者的位置而有所不同。对本领域技术人员显而易见的是,本发明不限于此。

[附图标记说明]

100:电极

1,110:集流体

2,120:电极活性材料层

111:电极极耳

121:电极浆料

130:粘合剂层

131:粘合剂组合物

140:未涂覆部

200,400:槽模

210,411,421:上模

220:中模

230,411,422:下模

240:垫片构件

241:第一垫片构件

242:第二垫片构件

250:排出口

251:第一排出口

252:第二排出口

300:传送器

410:第一槽模

420:第二槽模


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