发明名称 提高安全度之电极及具有该电极之电化学装置
摘要
申请公布号 TWI344235 申请公布日期 2011.06.21
申请号 TW095145381 申请日期 2006.12.06
申请人 LG化学公司 发明人 李相英;徐大锺;孙焌墉;金锡九;洪章赫;金暎洙;张贤珉
分类号 H01M4/36 主分类号 H01M4/36
代理机构 代理人 吴冠赐 台北市松山区敦化北路102号9楼;杨庆隆 台北市松山区敦化北路102号9楼;苏建太 台北市松山区敦化北路102号9楼
主权项 一种电极,其具有涂布一电极活性材料的一电流集电器,其中电极的非涂布区域以及涂布间歇图案电极的边界区域以包含有无机颗粒与黏结剂聚合物之混合物的多孔活性层进行涂布。如申请专利范围第1项所述之电极,其中黏结剂聚合物相互连接并固定无机颗粒,并且该多孔活性层内之细孔系经由无机颗粒间空隙体积的存在而形成。如申请专利范围第1项所述之电极,其中无机颗粒系为(a)具有一介电常数为5或更高的无机颗粒、(b)具有锂离子导电性的无机颗粒或(c)其混合物。如申请专利范围第3项所述之电极,其中具有一介电常数为5或更高值的无机颗粒系为:BaTiO3、Pb(Zrx,Ti1-x)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、(1-x)PB(Mg3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT)、氧化铪(HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、SiC或TiO2,以及其中具有锂离子导电度的无机颗粒系为磷酸锂(Li3PO4)、锂钛磷酸盐(LixTiy(PO4),0<x<2,0<y<3)、锂铝钛磷酸盐(LixAlyTiz(PO4)3,0<x<2,0<y<1,0<z<3)、(LiAlTiP)xOy型态玻璃(0<x<4,0<y<13)、锂镧钛酸盐(LixLayTiO3,0<x<2,0<y<3)、锂锗硫代磷酸盐(LixGeyPzSw,0<x<4,0<y<1,0<z<1,0<w<5)、氮化锂(LixNy,0<x<4,0<y<2)、SiS2型态玻璃(LixSiySz,0<x<3,0<y<2,0<z<4)、P2S5型态玻璃(LixPySz,0<x<3,0<y<3,0<z<7)或其混合物。如申请专利范围第4项所述之电极,其中具有一介电常数为5或更高值的无机颗粒,系为BaTiO3、Pb(Zrx,Ti1-x)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、(1-x)PB(Mg3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT)、氧化铪(HfO2)或其混合物。如申请专利范围第1项所述之电极,其中无机颗粒具有0.001至10μm的粒径。如申请专利范围第1项所述之电极,其中黏结剂聚合物具有15至45MPa1/2的可溶性系数。如申请专利范围第1项所述之电极,其中黏结剂聚合物系为聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚亚醯胺、聚乙烯氧化物、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、普鲁兰多醣、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、氰乙基普鲁兰多醣、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖或其混合物。如申请专利范围第1项所述之电极,其中无机颗粒:黏结剂聚合物的含量比例从10:90至99:1。如申请专利范围第1项所述之电极,其中多孔活性层具有0.001至10μm的粒径以及5至95%的孔隙度。如申请专利范围第1项所述之电极,其中多孔活性层具有0.1至50μm的厚度。如申请专利范围第1项所述之电极,其中多孔活性层朝着厚度方向显示成分形态的异质性,其中在多孔活性层表面区域出现的黏结剂聚合物/无机颗粒的含量比例高于多孔活性层内部出现的黏结剂聚合物/无机颗粒。如申请专利范围第12项所述之电极,其中黏结剂聚合物所包含的第一黏结剂聚合物同时包含至少一种官能基选自由羧基、顺丁烯二酸酐与羟基所组成之群组以及至少一种官能基选自由氰基与丙烯酸基所组成之群组。如申请专利范围第13项所述之电极,其中第一黏结剂聚合物同时包含一羟基一氰基。如申请专利范围第14项所述之电极,其中第一黏结剂聚合物系为氰乙基普鲁兰多醣、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖或其混合物。如申请专利范围第12项所述之电极,其中黏结剂聚合物进一步包含具有17至27MPa1/2可溶性系数的第二黏结剂聚合物。如申请专利范围第16项所述之电极,其中第二黏结剂聚合物包含一种官能基系为卤素、丙烯酸基、乙酸基或氰基。如申请专利范围第17项所述之电极,其中第二黏结剂聚合物系为聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚亚醯胺、聚乙烯氧化物、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素或乙酸丙酸纤维素。如申请专利范围第16项所述之电极,其中第一黏结剂聚合物:第二黏结剂聚合物的含量比例范围从0.1:99.9至99.9:0.1。一种电化学装置,其包含一阴极、一阳极与一电解质,其中阴极、阳极或两电极为申请专利范围第1至19项中任一项所定义之电极。如申请专利范围第20项所述之电化学装置,其中电化学装置为一锂二次电池。一种电化学装置,其包含至少一装置元件选自由电化学装置外壳以及电化学装置内空隙体积所组成之群组,其中装置元件部份或全部涂布包含无机颗粒与黏结剂聚合物所形成之混合物的多孔活性层。如申请专利范围第22项所述之电化学装置,其中电化学装置外壳为一罐子或袋形。
地址 南韩