[發明專利]全固態離子電池的陰極漿料組合物和包括所述組合物的全固態離子電池的陰極

有效

• 申請號: 201611160275.7
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN107768714B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 鄭敬真
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M4/66;H01M4/62
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;朱慧寧

本文提供了全固態離子電池的陰極漿料組合物和包括所述組合物的全固態離子電池的陰極。更具體地，陰極漿料組合物(和包括所述陰極漿料組合物的陰極)包含粘合劑，通過使用腈含量為約20重量％至約43重量％的氫化丁腈橡膠作為粘合劑并且使用具有不同極性的三種組分的混合物作為分散溶劑，所述粘合劑可以完全溶解在陰極漿料中。因此，漿料中的這些組分的分散性和內聚力顯著改進。

技術領域

本發明涉及全固態離子電池的陰極漿料組合物和包括所述組合物的全固態離子電池的陰極。更具體地，本發明涉及全固態離子電池的陰極漿料組合物和包括所述組合物的全固態離子電池的陰極，其中粘合劑可以完全溶解在陰極漿料中。通過使用腈含量為20至43重量％的氫化丁腈橡膠作為粘合劑并且使用具有不同極性的三種組分的混合物作為分散溶劑，漿料中包含的組分的分散力和結合力相對于現有技術的組合物和陰極得到顯著改進。

背景技術

目前，從大型設備(例如車輛和儲能系統)到小型設備(例如移動電話、攝影機和筆記本電腦)都已經廣泛使用二次電池。相對于Ni-Mn電池或Ni-Cd電池，鋰二次電池作為二次電池的優點在于每單位面積的大容量。然而，鋰二次電池可能容易過熱，僅具有約360Wh/kg的能量密度，并且具有較差輸出。因此這些電池不適合作為可以應用于車輛的下一代電池。

因此，對具有高輸出和高能量密度的全固態離子電池具有越來越高的興趣。全固態離子電池包括含有活性材料的陰極、固體電解質、導電材料、粘合劑等、陽極和介于陰極和陽極之間的固體電解質。

固體電解質通常包含硫化物基固體電解質。在使用強極性溶劑的一些情況下，硫化物基固體電解質可以溶解或離子導電率降低。由于這些特征，可以使用非極性或弱極性溶劑。

然而，當使用非極性或弱極性溶劑時，可以加入的粘合劑的類型非常有限。例如，當腈基粘合劑與非極性或弱極性溶劑一起使用時，粘合劑不能完全溶解在溶劑中并且不能在漿料中均勻分散。此外，漿料的組分的內聚力變差并且不溶性粘合劑增加陰極中的電阻。因此，電池的性能和壽命變差。

因此，與全固態離子電池中的活性材料、固體電解質和導電材料無反應性。需要進行研究和開發，旨在通過增加粘合劑的溶解度改進電極中的漿料的分散力同時維持化學穩定性。

公開于背景技術部分的上述信息僅僅旨在加深對本發明背景技術的理解，因此其可以包含的信息并不構成在本國已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明致力于解決與現有技術相關的上述問題。

本發明的發明人發現，通過使用腈含量為約20重量％至約43重量％(例如約20重量％、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42或約43重量％)的氫化丁腈橡膠作為粘合劑并且使用具有不同極性的三種組分的混合物作為分散溶劑，粘合劑可以完全溶解在陰極漿料中并且漿料中包含的組分的分散力和結合力可以顯著改進。

更具體地，第一分散溶劑用于完全或部分溶解可以用在全固態離子電池的陰極中的粘合劑并且分散陰極中的陰極活性材料、固體電解質和導電材料。第二分散溶劑和第三分散溶劑用于完全溶解粘合劑并且通過延遲陰極活性材料、硫化物基固體電解質和導電材料在分散溶劑中的沉淀速度從而改進分散。

因此，本發明的目的是提供用于全固態離子電池的陰極漿料組合物，所述組合物能夠顯著改進粘合劑的溶解度。

本發明的另一個目的是提供包括所述陰極漿料組合物的用于全固態離子電池的陰極。

本發明的又一個目的是提供包括所述陰極的全固態離子電池。