【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種應用包含含有軟嵌段和硬嵌段的三元嵌段共聚物的粘合劑制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法以及根據該方法制造的鋰二次電池的負極用自支撐膜。
技術介紹
1、鋰二次電池自1990年代首次商用化以來，廣泛應用于便攜式電子設備市場，并且作為研究最多的儲能系統持續受到關注。由于鋰二次電池所具有的高驅動電壓、高能量密度、低自放電(self-discharge)率、高倍率性能和長循環穩定性等特征，鋰二次電池具備適合作為電動汽車的能源的要素。
2、然而，應用于電動汽車的鋰二次電池面臨安全性、運行時間和成本的三種主要的問題。安全性和運行時間的問題可以通過全固態電池解決，但成本是阻礙鋰二次電池的廣泛的應用的要素，因此正在進行大量的研究以降低鋰二次電池的成本。
3、減少制造所需的能耗或者增加電極厚度是可以降低鋰二次電池的制造成本的最有效方法之一。現有的電極制造技術是通過將水或有機溶劑中混合有電極活性物質、聚合物粘合劑和導電性添加劑的漿料流延在集流體上并進行干燥和壓制來形成電極，如上所述的制備漿料并涂覆在集流體所需的能量占整個制造工藝能耗的約50％，因此為了降低鋰二次電池的制造成本，對通過無溶劑的干法制造電極的工藝進行了研究。
4、盡管對干法的電極制造技術進行了大量研究，但對用于制造成型性以及電化學穩定性和拉伸強度等機械物理性能等良好的負極的干法的負極制造技術的開發仍然不足，因此需要對其進行研究和開發。
技術實現思路
1、要解決的技術問題
2、
3、技術方案
4、根據本專利技術的一個實施方案，提供一種制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，所述方法包括通過使用包含負極活性物質、導電材料和粘合劑的鋰二次電池的負極形成用組合物的制膜工藝形成負極活性物質層的步驟，其中，所述粘合劑包含三元嵌段共聚物，所述三元嵌段共聚物包含：軟嵌段，所述軟嵌段衍生自脂肪族或脂環族二烯基單體，并且在常溫下呈橡膠相；以及第一硬嵌段和第二硬嵌段，所述第一硬嵌段和所述第二硬嵌段分別連接在所述軟嵌段的兩個末端，所述第一硬嵌段和所述第二硬嵌段衍生自含芳香環的烯屬不飽和單體，并且在常溫下呈玻璃相，所述粘合劑包含平均直徑(d50)為1μm以上且50μm以下的顆粒。
5、此外，根據本專利技術的另一個實施方案，提供一種鋰二次電池的負極用自支撐膜，所述鋰二次電池的負極用自支撐膜包括負極活性物質層，所述負極活性物質層包括多個負極活性物質的疇、多個導電材料的疇和粘合劑，其中，所述粘合劑包含三元嵌段共聚物，所述三元嵌段共聚物包含：軟嵌段，所述軟嵌段衍生自脂肪族或脂環族二烯基單體，并且在常溫下呈橡膠相；以及第一硬嵌段和第二硬嵌段，所述第一硬嵌段和所述第二硬嵌段分別連接在所述軟嵌段的兩個末端，所述第一硬嵌段和所述第二硬嵌段衍生自含芳香環的烯屬不飽和單體，并且在常溫下呈玻璃相，所述粘合劑具有連接任一個活性物質的疇或導電材料的疇與另一個活性物質的疇或導電材料的疇之間的斷續的柱狀的形態。
6、根據本專利技術的另一個實施方案，提供一種鋰二次電池用負極，所述鋰二次電池用負極包括：集流體；以及設置在所述集流體上的所述鋰二次電池的負極用自支撐膜。
7、根據本專利技術的一個實施方案，提供一種鋰二次電池，所述鋰二次電池包括：所述鋰二次電池用負極；鋰二次電池用正極；以及電解質。
8、有益效果
9、通過使用本專利技術的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，可以制造一種鋰二次電池的負極用自支撐膜以及使用該負極用自支撐膜的鋰二次電池用負極和鋰二次電池，鋰二次電池的負極用自支撐膜中的粘合劑與負極活性物質或導電材料通過強的相互作用結合，從而在負電位下也具有電化學穩定性，并且拉伸強度優異且易于成型。
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1.一種制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，所述方法包括通過使用包含負極活性物質、導電材料和粘合劑的鋰二次電池的負極形成用組合物的制膜工藝形成負極活性物質層的步驟，
2.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述粘合劑為球狀，并且其平均球形度為0.8以上且1.0以下。
3.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，分別對應于所述第一硬嵌段和所述第二硬嵌段的第一玻璃化轉變溫度和第二玻璃化轉變溫度為50℃以上且120℃以下，對應于所述軟嵌段的第三玻璃化轉變溫度為-120℃以上且-50℃以下。
4.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述軟嵌段衍生自包含選自丁二烯基單體、戊二烯基單體和己二烯基單體中的至少一種的脂肪族二烯基單體。
5.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述第一硬嵌段和所述第二硬嵌段各自獨立地衍生自包含苯乙烯基單體和芳香族(甲基)丙烯酸基單體中的至少一種的含芳香環的烯屬不飽和單體。
6.根據權利要求1所述的
7.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述導電材料包含選自石墨、活性炭、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳納米管、石墨烯和碳纖維中的至少一種。
8.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述制膜工藝以干法進行。
9.根據權利要求8所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述制膜工藝包括壓延，所述壓延在等于或高于分別對應于所述第一硬嵌段和所述第二硬嵌段的第一玻璃化轉變溫度和第二玻璃化轉變溫度的溫度下進行。
10.一種鋰二次電池的負極用自支撐膜，所述鋰二次電池的負極用自支撐膜包括負極活性物質層，所述負極活性物質層包括多個負極活性物質的疇、多個導電材料的疇和粘合劑，
11.根據權利要求10所述的鋰二次電池的負極用自支撐膜，其中，所述活性物質的疇或導電材料的疇與所述斷續的柱狀的形態的粘合劑彼此連接而形成三維網絡。
12.根據權利要求10所述的鋰二次電池的負極用自支撐膜，其中，所述粘合劑的垂直于其長度方向的平均寬度為0.2μm以上且2μm以下。
13.根據權利要求10所述的鋰二次電池的負極用自支撐膜，其中，分別對應于所述第一硬嵌段和所述第二硬嵌段的第一玻璃化轉變溫度和第二玻璃化轉變溫度為50℃以上且120℃以下，對應于所述軟嵌段的第三玻璃化轉變溫度為-120℃以上且-50℃以下。
14.根據權利要求10所述的鋰二次電池的負極用自支撐膜，其中，所述軟嵌段衍生自包含選自丁二烯基單體、戊二烯基單體和己二烯基單體中的至少一種的脂肪族二烯基單體。
15.根據權利要求10所述的鋰二次電池的負極用自支撐膜，其中，所述第一硬嵌段和所述第二硬嵌段各自獨立地衍生自包含苯乙烯基單體和芳香族(甲基)丙烯酸基單體中的至少一種的含芳香環的烯屬不飽和單體。
16.根據權利要求10所述的鋰二次電池的負極用自支撐膜，其中，所述自支撐膜的平均厚度為30μm以上且500μm以下。
17.根據權利要求10所述的鋰二次電池的負極用自支撐膜，其中，所述自支撐膜的拉伸強度為0.5MPa以上。
18.一種鋰二次電池用負極，其包括：
19.一種鋰二次電池，其包括：
...【技術特征摘要】
1.一種制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，所述方法包括通過使用包含負極活性物質、導電材料和粘合劑的鋰二次電池的負極形成用組合物的制膜工藝形成負極活性物質層的步驟，
2.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述粘合劑為球狀，并且其平均球形度為0.8以上且1.0以下。
3.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，分別對應于所述第一硬嵌段和所述第二硬嵌段的第一玻璃化轉變溫度和第二玻璃化轉變溫度為50℃以上且120℃以下，對應于所述軟嵌段的第三玻璃化轉變溫度為-120℃以上且-50℃以下。
4.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述軟嵌段衍生自包含選自丁二烯基單體、戊二烯基單體和己二烯基單體中的至少一種的脂肪族二烯基單體。
5.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述第一硬嵌段和所述第二硬嵌段各自獨立地衍生自包含苯乙烯基單體和芳香族(甲基)丙烯酸基單體中的至少一種的含芳香環的烯屬不飽和單體。
6.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述負極活性物質包含選自碳基活性物質、硅基活性物質、能夠與鋰形成合金的金屬基活性物質和含鋰活性物質中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述導電材料包含選自石墨、活性炭、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳納米管、石墨烯和碳纖維中的至少一種。
8.根據權利要求1所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述制膜工藝以干法進行。
9.根據權利要求8所述的制造鋰二次電池的負極用自支撐膜的方法，其中，所述制膜工藝包括壓延，所述壓延在等于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李柄龍，吳大洋，金賢貞，
申請(專利權)人：現代自動車株式會社，
類型：發明
國別省市：
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