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用于二次电池的阳极混合物、包括该阳极混合物的阳极和二次电池的制作方法

2022-06-25 14:50:57 来源:中国专利 TAG:
1.相关申请的交叉参考2.本技术要求在韩国知识产权局于2020年10月23日提交的韩国专利申请号10-2020-0138514和于2021年10月21日提交的申请号10-2021-0141343的权益,其公开内容通过全部引用并入本说明书中。3.本公开涉及一种用于二次电池的阳极混合物、包括该阳极混合物的阳极和二次电池。
背景技术
::4.随着一直限于小型电子设备的二次电池的应用扩展至如汽车、电力存储等各种领域,已经进行了各种努力来改善二次电池的性能。5.作为一个实例,已经提出了通过使用具有高阳极活性材料含量的阳极来提高二次电池的容量和效率的方法。但是,随着阳极活性材料的含量提高,阳极混合物的浆料相可能变得不稳定,并在后续工艺中可能出现缺陷。6.常规地,通过在溶剂中混合阳极活性材料和阳极粘合剂来制备浆料相中的阳极混合物。此时,苯乙烯丁二烯胶乳(sbl)用作阳极粘合剂,并添加充当分散剂和增稠剂的羧甲基纤维素钠(cmc)以调节阳极混合物的粘度。7.在这种情况下,sbl具有低粘合性,且cmc是脆的,由此需要在阳极混合物中充分包括sbl和cmc。但是,当为了二次电池的高容量和高效率而提高阳极活性材料的含量时,不可避免地需要降低sbl和cmc的含量。8.随着阳极混合物中阳极活性材料的含量提高和sbl与cmc的含量降低,阳极混合物的浆料相可能变得不稳定,由此在后续工艺(例如在阳极集流体上施加并干燥阳极混合物,随后轧制的工艺)中导致阳极活性材料的脱附和污染轧辊。9.由此,为了确保阳极混合物的浆料相的稳定性和减少后续工艺中的缺陷,需要研究其组成不同于常规组成的阳极混合物。技术实现要素:10.技术问题11.在本公开中,提供了一种应用了具有新组成的粘合剂组合物取代sbl和cmc的阳极混合物、制备该阳极混合物的方法、以及包括该阳极混合物的阳极和二次电池。12.在本公开中,还提供了用于二次电池的阳极和包括该阳极混合物的二次电池。13.技术方案14.具体而言,在本公开的一个实施方案中,提供了一种用于二次电池的阳极混合物,包括阳极活性材料和粘合剂组合物,15.其中,所述粘合剂组合物包含:16.疏水改性的碱溶性乳液(hase);和17.包括来自丙烯酰胺(aam)-基第一单体的第一重复单元、来自丙烯酸(aa)-基第二单体的第二重复单元和来自丙烯腈(an)-基第三单体的第三重复单元的共聚物,并且18.基于100重量%的阳极混合物中的总固含量,所述粘合剂组合物的含量为3至10重量%。19.在本公开的另一实施方案中,提供了一种制备用于二次电池的阳极混合物的方法,包括以下步骤:20.通过聚合丙烯酰胺(aam)-基第一单体、丙烯酸(aa)-基第二单体和丙烯腈(an)-基第三单体来制备共聚物;21.通过混合所述共聚物与疏水改性的碱溶性乳液(hase)来制备粘合剂组合物;和22.通过混合所述粘合剂组合物与阳极活性材料来获得阳极混合物,23.其中,当混合所述粘合剂组合物与所述阳极活性材料时,基于100重量%的阳极混合物中的总固含量,将所述粘合剂组合物的含量控制为3至10重量%。24.在本公开的另一实施方案中,还提供了一种用于二次电池的阳极,包括:阳极集流体;和25.位于该阳极集流体的一侧或两侧上并包括上述阳极混合物的阳极混合物层。26.在本公开的另一实施方案中,还提供了一种用于二次电池的阳极,包括:阳极活性材料;和27.粘合剂,其包括来自疏水改性的碱溶性乳液(hase)的聚合物;和包括来自丙烯酰胺(aam)-基第一单体的第一重复单元、来自丙烯酸(aa)-基第二单体的第二重复单元和来自丙烯腈(an)-基第三单体的第三重复单元的共聚物,28.其中,所述来自疏水改性的碱溶性乳液(hase)的聚合物与所述共聚物之间的重量比为1:1至10。29.在本公开的另一实施方案中,还提供了一种二次电池,包括:上述阳极;电解质;和阴极。30.有益效果31.所述实施方案的用于二次电池的阳极混合物包括特定固含量范围内的作为hase与aam/aa/an共聚物的混合物的粘合剂组合物,由此由一种粘合剂组合物实现了粘合剂与增稠剂的双重功能。32.特别地,以特定含量范围包括所述粘合剂组合物的阳极混合物可以确保阳极的高初始粘合性,减少阳极分切(slitting)时的脱附面积,降低阳极的初始电阻,并由此最终改善二次电池的寿命。33.因此,以特定含量范围包括所述粘合剂组合物的阳极混合物可以取代包括sbl和cmc的阳极混合物。具体实施方式34.在本公开中,术语“第一”、“第二”等用于描述多个组分,并且这些术语仅用于区分某一组分与其它组分。35.本文中所用的术语仅用于描述特定实施方案的目的,而非意在限制本发明。单数形式意在也包括复数形式,除非上下文另行明确说明。要进一步理解的是,术语“包括”、“具有”或“拥有”在本公开中使用时表明所述特征、数字、步骤、组分或其组合的存在,而不排除存在或添加一个或多个其它特征、数字、步骤、组分或其组合。36.此外,如本文中所用,当提及层或元件在多个层或元件“上”或“上方”形成时,该层或元件可以直接在多个层或元件上形成,或在多个层之间、在对象上或在基底上附加地形成其它层或元件。37.由于本发明可以进行各种修改并具有各种形式,其具体实施方案以实施例形式显示并详细描述。但是,并非意在将本发明限于公开的具体形式,应当理解的是,本发明包括在本发明的思想和技术范围内的所有修改、等同物和替代物。38.在本公开中,重均分子量是指通过gpc法测得并用聚苯乙烯校准的重均分子量。在通过gpc方法测量用聚苯乙烯校准的重均分子量的过程中,可以使用已知的分析仪、检测器如折射率检测器、和分析柱。可以应用常规温度条件、溶剂和流速。具体而言,可以使用waterspl-gpc220和polymerlaboratoriesplgelmix-b300毫米长度柱来进行测量。评估温度为160℃,1,2,4-三氯苯用于溶剂,流速为1毫升/分钟流速。以200微升的量供应浓度为10毫克/10毫升的样品。可以采用用聚苯乙烯标准品形成的校准曲线获得mw。使用9种聚苯乙烯标样,其分子量(克/摩尔)为2,000/10,000/30,000/70,000/200,000/700,000/2,000,000/4,000,000/10,000,000。39.用于二次电池的阳极混合物40.在本公开的一个实施方案中,可以提供包括阳极活性材料和粘合剂组合物的阳极混合物。41.所述粘合剂组合物可以包括疏水改性的碱溶性乳液(hase);和包含来自丙烯酰胺(aam)-基第一单体的第一重复单元、来自丙烯酸(aa)-基第二单体的第二重复单元和来自丙烯腈(an)-基第三单体的第三重复单元的共聚物(在下文中,上述共聚物在一些情况下被称为“aam/aa/an共聚物”)。42.此外,所述粘合剂组合物的含量可以限于阳极混合物中总固含量(100重量%)中的3至10重量%或4至10重量%的特定范围。43.所述疏水改性的碱溶性乳液(hase)可以是含有阳离子基团、疏水基团和非离子基团的共聚物,其不溶于水,并以胶乳形式存在。44.胶乳类型的hase可以具有高粘度(300至5000cp@20℃),使其可用于提高水溶液的粘度。45.同时,在上述共聚物中,每种重复单元可来自一种单体。例如,第一重复单元可对应于由第一单体形成的结构单元。46.第一单体可以是丙烯酰胺(aam),第二单体可以是丙烯酸(aa),第三单体可以是丙烯腈(an)。47.在aam/aa/an共聚物中,aam-基第一重复单元因高tg可提高二次电池的寿命;aa-基第二重复单元基于其亲水性可提高电极的粘合性;an-基第三重复单元基于其疏水性可提高电解质的耐化学性,并可提高二次电池的寿命。48.包括hase和aam/aa/an共聚物的粘合剂组合物可以由一种粘合剂组合物实现粘合剂与增稠剂的两种功能。在这个意义上,该粘合剂组合物可以被称为“由一种粘合剂组合物实现粘合剂与增稠剂的功能的单组分粘合剂”,并可以缩写为“单组分粘合剂”。49.换句话说,在本公开中,阳极活性材料、疏水改性的碱溶性乳液(hase)和粘合剂可以不分别单独混合和使用,但是可以使用通过预先混合疏水改性的碱溶性乳液(hase)和包含三种特定重复单元的aam/aa/an共聚物获得的单组分粘合剂并与阳极活性材料混合。50.此外,根据本公开的粘合剂可以使用aam/aa/an共聚物而不是常用粘合剂。51.此外,根据本公开,当使用包含疏水改性的碱溶性乳液(hase)和aam/aa/an共聚物的单组分粘合剂组合物时,其固含量范围可以在特定含量范围内,由此最佳地提高阳极混合物的性质。由此,使用根据本公开的阳极混合物能够获得阳极的高初始粘合性,减少阳极分切时的脱附面积,降低阳极的初始电阻,并最终改善二次电池的寿命。52.当从粘合剂组合物中排除hase和aam/aa/an共聚物中的任一种时,材料的功能可能无法彼此协调,由此降低了阳极的初始粘合性、阳极分切时的脱附面积、阳极的初始电阻,并最终降低二次电池的寿命。53.特别地,以特定含量范围包括的该粘合剂组合物阳极混合物可以确保阳极的高初始粘合性,减少阳极分切时的脱附面积,降低阳极的初始电阻,并由此最终改善二次电池的寿命。54.由此,以特定含量范围包括所述粘合剂组合物的阳极混合物可以取代包括sbl和cmc的阳极混合物。55.在下文中,将更详细地描述该实施方案的阳极混合物。56.粘合剂组合物的含量(单组分粘合剂)57.如上所述,所述粘合剂组合物的固含量基于包括hase和aam/aa/an共聚物的阳极混合物中的总固含量(100重量%)可限于3至10重量%或4至10重量%的特定范围。在这种情况下,可以在测量后再物理混合的同时调节该粘合剂组合物的固含量范围,使得hase的含量可以为0.5至50重量%,且aam/aa/an共聚物的含量可以占该粘合剂组合物总量(100重量%)的剩余部分。58.即使包括hase和aam/aa/an共聚物二者,当其含量基于包含其的粘合剂组合物的阳极混合物中的总固含量(100重量%)小于3重量%时,其效果不显著。相反,当该含量超过10重量%时,阳极活性材料的含量可能会相当降低,由此降低二次电池的容量和效率。59.由此,当所述粘合剂组合物的含量基于阳极混合物中总固含量(100重量%)满足3至10重量%时,更优选当该含量满足4至10重量%时,将实现优异的性质。60.在这种情况下,该“阳极混合物中的固含量”可包括阳极活性材料和粘合剂组合物,并在添加的情况下可以进一步包括固体材料如导电材料等,不包括为形成浆料而添加的任何溶剂。61.疏水改性的碱溶性乳液(hase)62.该hase可以是分散液,其中具有酸官能团的丙烯酸类聚合物分散在水中。在ph5或更低的酸性氛围下,聚合物链可以聚集以具有刚性卷曲型结构,但在ph7或更高的碱性氛围下,聚合物链可以展开而膨胀。在这种情况下,具有酸官能团的丙烯酸类聚合物可以是聚(甲基)丙烯酸等,但不限于此。63.在本公开中,可以使用碱溶性乳液,其通过在如上所述的碱溶性乳液中共聚具有疏水官能团的单体被改性为具有疏水官能团。在这种情况下,该疏水官能团可以是具有长链的脂族烃,例如具有5至20个碳原子的烷基。64.具体而言,该疏水改性的碱溶性乳液可以是其中含有疏水官能团和酸官能团的丙烯酸类聚合物分散在水中的乳液,更具体而言可以是其中通过疏水性侧基官能团键合到具有酸官能团的聚合物电解质主链上的丙烯酸类聚合物分散在水中以形成胶乳形式的乳液。65.作为更具体的实例,含有疏水官能团和酸官能团的丙烯酸类聚合物可以是包以以下化学式1所表示的重复单元和以下化学式2所表示的重复单元的共聚物,其中以下化学式1所表示的重复单元是疏水官能团,以下化学式2所表示的重复单元是酸官能团:66.[化学式1][0067][0068][化学式2][0069][0070]在化学式1中,n是1至10的整数。[0071]作为hase,可购买和使用市售产品,例如可以使用来自basf的ase、hase、heur等。[0072]该hase可具有50,000至200,000克/摩尔的重均分子量。例如,该hase的重均分子量可以为50,000克/摩尔或更高、70,000克/摩尔或更高、90,000克/摩尔或更高、或100,000克/摩尔或更高,并且200,000克/摩尔或更低、180,000克/摩尔或更低、160,000克/摩尔或更低、或140,000克/摩尔或更低。满足上述重均分子量条件的hase以特定含量与aam/as/an共聚物组合使用可以优化粘合剂组合物的粘度,由此提高阳极的初始粘合性,降低分切阳极时电极脱附的量,降低阳极的初始电阻,和提供能够提高二次电池寿命的阳极混合物。[0073]如上所述,胶乳形式的hase可具有在20℃下300至5000cp的高粘度,使其可用于提高水溶液的粘度。[0074]因此,在将hase添加到阳极浆料组合物中时,可以控制粘度以提高该浆料组合物的稳定性。[0075]此外,可以以乳液状态将该hase添加到包含aam/aa/an共聚物的粘合剂组合物中并用于制造阳极,并且在干燥后hase可以以固相存在于阳极中。该固相可以包括hase与aam/aa/an共聚物的混合物分散在其中的状态。[0076]基于包含hase与aam/aa/an共聚物的粘合剂组合物的总量(100重量%),该hase含量可以为浆料总量的0.5至50重量%。[0077]但是,随着粘合剂组合物中疏水改性的碱溶性乳液(hase)的含量提高,电极浆料的稳定性会提高,但电极的粘合性会降低。随着该含量降低,电极的粘合性会提高,但电极浆料的稳定性会降低而导致相变。[0078]考虑到这种趋势,基于粘合剂组合物的总量(100重量%),疏水改性的碱溶性乳液(hase)的含量可以为0.5重量%以上、5重量%以上、15重量%以上、或25重量%以上,并且50重量%以下、45重量%以下、40重量%以下、或35重量%以下。同时,基于粘合剂组合物的总量(100重量%),aam/aa/an共聚物可占hase含量之外的剩余部分。[0079]aam/aa/an共聚物[0080]基于所述粘合剂组合物的总量(100重量%),可以35至90重量%、具体为40至85重量%、例如50至80重量%的量包含aam-基第一重复单元;可以0.1至30重量%、具体为1至28重量%、例如3至25重量%的量包含aa-基第二重复单元;且可以5至40重量%、具体为10至35重量%、例如15至30重量%的量包含an-基第三重复单元。[0081]在该范围内,可以协调每种重复单元的性质以提高二次电池的寿命。[0082]此外,可以通过使用包含第一至第三重复单元的单体和聚合引发剂的聚合反应来提供该aam/aa/an共聚物。[0083]此外,该aam/aa/an共聚物可以固含量为30至60重量%或40至50重量%的粘合剂胶乳的形式形成。该aam/aa/an共聚物可具有200,000至800,000mw的重均分子量。[0084]阳极活性材料[0085]基于所述阳极混合物中的总固含量(100重量%),可以85重量%至95.5重量%的量包括阳极活性材料。[0086]如上所述,随着阳极活性材料的含量提高,二次电池可以具有高容量和高效率。但是,随着阳极活性材料的含量提高,可能存在需要相对减少粘合剂组合物的含量的问题。[0087]考虑到此种趋势,可以调节粘合剂组合物的含量,并且因此可确定阳极活性材料的含量。[0088]阳极活性材料可以包括能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的材料、锂金属、锂金属的合金、能够掺杂到锂中并从锂中脱掺杂的材料、或过渡金属氧化物。[0089]能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的材料可以是碳材料,其中在本文中也可使用通常用于锂离子二次电池的任何碳基阳极活性材料,其代表性实例可包括结晶碳、无定形碳或其组合。结晶碳的实例可以包括石墨,如无定形、板状、薄片、球形或纤维状天然石墨或人造石墨,无定形碳的实例可以包括软碳(低温煅烧碳)、硬碳、中间相沥青碳化物、煅烧焦炭等。[0090]本文中使用的锂金属的合金可以是锂与选自na、k、rb、cs、fr、be、mg、ca、sr、si、sb、pb、in、zn、ba、ra、ge、al或sn的金属的合金。[0091]能够掺杂到锂中并从锂中脱掺杂的材料可以是si、siox(0《x《2)、si-c复合材料、si-q合金(其中q是碱金属、碱土金属、第13至16族元素、过渡金属、稀土元素或其组合,但不是si)、sn、sno2、sn-c复合材料、sn-r(其中r是碱金属、碱土金属、第13至16族元素、过渡金属、稀土元素或其组合,并且不是sn)等。q和r的具体元素可以包括mg、ca、sr、ba、ra、sc、y、ti、zr、hf、rf、v、nb、ta、db、cr、mo、w、sg、tc、re、bh、fe、pb、ru、os、hs、rh、ir、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、b、al、ga、sn、in、ti、ge、p、as、sb、bi、s、se、te、po或其组合。[0092]所述过渡金属氧化物可以是氧化钒、锂钒氧化物等。[0093]例如,该阳极活性材料可以包括碳基阳极活性材料,其是人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳或其组合。[0094]导电材料[0095]同时,所述阳极混合物可以进一步包括导电材料。该导电材料可用于赋予电极导电性,任何材料可用在配置的电池中,只要它是不引起任何化学变化的电子导电材料。本文中使用的导电材料的实例可以包括碳基材料,如天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等;金属基材料,例如,如铜、镍、铝、银等的金属粉末,或如金属纤维等的金属基材料;导电聚合物如聚亚苯基衍生物等;或其混合物。[0096]例如,该导电材料可以包括选自包括乙炔黑、碳黑、科琴黑、碳纤维或其混合物的碳基导电材料组中的至少一种。[0097]基于阳极混合物中的总固含量(100重量%),可以0.5重量%至3重量%的量包括该导电材料。[0098]制备用于二次电池的阳极混合物的方法[0099]在本公开的另一实施方案中,可以提供制备用于二次电池的阳极混合物的方法,包括以下步骤:通过聚合丙烯酰胺(aam)-基第一单体、丙烯酸(aa)-基第二单体和丙烯腈(an)-基第三单体来制备共聚物;通过混合该共聚物与疏水改性的碱溶性乳液(hase)来制备粘合剂组合物;并通过混合该粘合剂组合物与阳极活性材料来获得阳极混合物。[0100]但是,当混合粘合剂组合物与阳极活性材料时,基于阳极混合物中的总固含量(100重量%),可以将粘合剂组合物的含量控制为3至10重量%。[0101]该制备方法可对应于通过如下简单工艺获得具有上述优异性质的阳极混合物的方法:制备aam/aa/an共聚物,将其与hase在上述比率下混合以制备粘合剂组合物(单组分粘合剂),并将该粘合剂组合物与阳极活性材料混合。[0102]下面,省略与上述内容重复的描述,并将详细描述其每个过程。[0103]制备aam/aa/an共聚物的过程[0104]当制备aam/aa/an共聚物时,可以采用乳液聚合。[0105]具体而言,可以考虑aam/aa/an共聚物的组成来制备单体混合物,并可以在乳化剂和聚合引发剂的存在下对单体混合物进行乳液聚合,由此获得胶乳形式的aam/aa/an共聚物组合物。[0106]更具体而言,可以在乳化剂和聚合引发剂的存在下对包含35至90重量%的第一单体、0.1至30重量%的第二单体和5至40重量%的第三单体的单体混合物进行乳液聚合。[0107]该单体混合物中每种单体的含量的描述可以与aam/aa/an共聚物中每种重复单元的含量的描述相同。[0108]乳液聚合可通过单级聚合或多级聚合进行。在这种情况下,单级聚合可以是指将此处使用的单体放入单个反应器中并同时聚合的方法,多级聚合可以是指此处使用的单体以两个或更多个阶段顺序聚合的方法。[0109]乳液聚合可以在乳化剂和聚合引发剂的存在下在含有水性溶剂的溶液中进行。[0110]可以合适地确定乳液聚合的聚合温度和聚合时间。例如,聚合温度可以为大约50℃至大约200℃,聚合时间可以为大约0.5小时至大约20小时。[0111]作为乳液聚合过程中可用的聚合引发剂,可以使用无机或有机过氧化物。例如,可以使用包括过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵等的水溶性引发剂,和包括氢过氧化枯烯、过氧化苯甲酰等的油溶性引发剂。[0112]此外,可以与聚合引发剂一起进一步包括活化剂以促进过氧化物的反应引发,本文中所用的活化剂可以是选自甲醛次硫酸氢钠、乙二胺四乙酸钠、硫酸亚铁和葡萄糖的至少一种。[0113]并且,本文中使用的用于乳液聚合的乳化剂可以是阴离子乳化剂,如十二烷基二苯醚二磺酸钠、月桂基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠等,或非离子乳化剂,如聚环氧乙烷烷基醚(如聚环氧乙烷月桂基醚)、聚环氧乙烷烷基芳基醚、聚环氧乙烷烷基胺、聚环氧乙烷烷基酯等。上述乳化剂可以是同时具有亲水性基团和疏水性基团的材料,并且在乳液聚合过程中,可以形成胶束结构且各种单体的聚合可以在胶束结构的内部发生。优选地,阴离子乳化剂和非离子乳化剂可以单独使用,或其两种或更多种类型组合使用,并且使用阴离子乳化剂和非离子乳化剂的混合物可能更有效,但本公开不一定限于此类乳化剂类型。[0114]并且,基于100重量份的共聚物制备中使用的全部单体组分,该乳化剂可以大约0.01至大约10重量份、大约1至大约10重量份、或大约3至大约5重量份的量使用。[0115]混合aam/aa/an共聚物和hase的过程(制备粘合剂组合物的过程)[0116]当通过混合aam/aa/an共聚物与hase制备粘合剂组合物时,基于该粘合剂组合物的总量(100重量%),疏水改性的碱溶性乳液(hase)的含量可以为0.5至50重量%。[0117]粘合剂组合物中hase的含量的描述可以与上述相同。[0118]混合aam/aa/an共聚物与hase的方法可以没有特别限制。[0119]混合粘合剂组合物和阳极活性材料的过程(制备阳极混合物的过程)[0120]当混合粘合剂组合物和阳极活性材料时,只有在将粘合剂组合物的含量控制为3至10重量%时才能实现该阳极混合物的优异性质,其描述可与上述相同。[0121]混合粘合剂组合物和阳极活性材料的方法可以没有特别限制。[0122]例如,可以制备包括阳极活性材料和溶剂的无粘合剂浆料,随后可以任选将导电材料添加到无粘合剂浆料中,并且可以将无粘合剂浆料和粘合剂组合物混合以制备该阳极混合物浆料。[0123]阳极和二次电池[0124]根据本公开的另一实施方案,提供了一种用于二次电池的阳极,其包括:阳极集流体;和位于该阳极集流体的一侧或两侧上并包括上述阳极混合物的阳极混合物层。[0125]根据本公开的另一实施方案,提供了一种用于二次电池的阳极,其包括:阳极活性材料;和[0126]粘合剂,该粘合剂包含来自疏水改性的碱溶性乳液(hase)的聚合物;和包含来自丙烯酰胺(aam)-基第一单体的第一重复单元、来自丙烯酸(aa)-基第二单体的第二重复单元和来自丙烯腈(an)-基第三单体的第三重复单元的共聚物,其中所述来自疏水改性的碱溶性乳液(hase)的聚合物与所述共聚物之间的重量比为1:1至10。在这种情况下,可以进一步包括上述阳极集流体。此外,阳极集流体与阳极活性材料可与下述相同。[0127]来自疏水改性的碱溶性乳液的聚合物可以包括包含以下化学式1所表示的重复单元和以下化学式2所表示的重复单元的丙烯酸类聚合物,并可以在最终干燥过程后以干燥固相存在于阳极中:[0128][化学式1][0129][0130][化学式2][0131][0132]在化学式1中,n是1至10的整数。[0133]此外,来自hase的丙烯酸类聚合物可具有50,000至200,000克/摩尔的重均分子量。[0134]来自疏水改性的碱溶性乳液(hase)的聚合物与aam/aa/an共聚物之间的重量比可以为1:1至10、1:1.5至5、或1:2至4。这里,当重量比为1:1以下时,可能存在电极粘合性降低的问题,并且当重量比为1:10以上时,可能存在阳极浆料的分散性问题。[0135]根据本公开的另一实施方案,提供了一种包括上述阳极的二次电池。该二次电池具体包括阴极;电解质;和阳极。[0136]以特定含量范围包括所述粘合剂组合物的阳极混合物可以确保阳极的高初始粘合性,减少阳极分切时的脱附面积,降低阳极的初始电阻,并最终改善二次电池的寿命。[0137]因此,以特定范围含量包括所述粘合剂组合物的阳极混合物可取代包括sbl和cmc的阳极混合物。[0138]在下文中,将省略与上述内容重复的描述,并将详细描述该实施方案的阳极和二次电池。[0139]该二次电池可以作为锂二次电池实施。[0140]该实施方案的锂二次电池可以进一步包括在阴极与阳极之间的隔膜。[0141]该锂二次电池根据采用的形状可分为圆柱型、棱柱型、硬币型、袋型等,并可根据尺寸分为块体型和薄膜型。由于这些电池的结构和制造方法在本领域中广为人知,因此将加入最少的描述。[0142]该阳极包括阳极集流体和在阳极集流体上形成的阳极活性材料层。[0143]作为阳极集流体,可使用选自铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜、涂覆有导电金属的聚合物基底及其组合中的一种。[0144]同时,该阴极包括集流体和在该集流体上形成的阴极活性材料层。作为阴极活性材料,可以使用能可逆地嵌入和脱嵌锂的化合物(锂化嵌入化合物)。具体而言,可以使用锂与选自钴、锰、镍及其组合的金属的复合氧化物中的至少一种。作为更具体的实例,可以使用以下结构式中任一种所表示的化合物。[0145]liaa1-bxbd2(0.90≤a≤1.8,0≤b≤0.5);liaa1-bxbo2-cdc(0.90≤a≤1.8,0≤b≤0.5,0≤c≤0.05);lie1-bxbo2-cdc(0≤b≤0.5,0≤c≤0.05);lie2-bxbo4-cdc(0≤b≤0.5,0≤c≤0.05);liani1-b-ccobxcdα(0.90≤a≤1.8,0≤b≤0.5,0≤c≤0.05,0《α≤2);liani1-b-ccobxco2-αtα(0.90≤a≤1.8,0≤b≤0.5,0≤c≤0.05,0《α《2);liani1-b-ccobxco2-αt2(0.90≤a≤1.8,0≤b≤0.5,0≤c≤0.05,0《α《2);liani1-b-cmnbxcdα(0.90≤a≤1.8,0≤b≤0.5,0≤c≤0.05,0《α≤2);liani1-b-cmnbxco2-αtα(0.90≤a≤1.8,0≤b≤0.5,0≤c≤0.05,0《α《2);liani1-b-cmnbxco2-αt2(0.90≤a≤1.8,0≤b≤0.5,0≤c≤0.05,0《α《2);lianibecgdo2(0.90≤a≤1.8,0≤b≤0.9,0≤c≤0.5,0.001≤d≤0.1);lianibcocmndgeo2(0.90≤a≤1.8,0≤b≤0.9,0≤c≤0.5,0≤d≤0.5,0.001≤e≤0.1);lianigbo2(0.90≤a≤1.8,0.001≤b≤0.1);liacogbo2(0.90≤a≤1.8,0.001≤b≤0.1);liamngbo2(0.90≤a≤1.8,0.001≤b≤0.1);liamn2gbo4(0.90≤a≤1.8,0.001≤b≤0.1);liamngbpo4(0.90≤a≤1.8,0.001≤b≤0.1);qo2;qs2;liqs2;v2o5;liv2o5;lizo2;linivo4;li(3-f)j2(po4)3(0≤f≤2);li(3-f)fe2(po4)3(0≤f≤2);lifepo4。[0146]在上述结构式中,a选自ni、co、mn及其组合;x选自al、ni、co、mn、cr、fe、mg、sr、v、稀土元素及其组合;d选自o、f、s、p及其组合;e选自co、mn及其组合;t选自f、s、p及其组合;g选自al、cr、mn、fe、mg、la、ce、sr、v及其组合;q选自ti、mo、mn及其组合;z选自cr、v、fe、sc、y及其组合;且j选自v、cr、mn、co、ni、cu及其组合。[0147]当然,上面列举的化合物在其表面上可以包括阳极混合物层,并可以在与具有阳极混合物层的化合物混合后使用。该阳极混合物层可以包括至少一种选自该涂布元素的氧化物、氢氧化物、羟基氧化物、氧化碳酸盐(oxycarbonate)和羟基碳酸盐的涂布元素化合物。用于该阳极混合物层的化合物可以是无定形的或结晶的。用于该涂层的涂布元素可以合适地包括mg、al、co、k、na、ca、si、ti、v、sn、ge、ga、b、as、zr或其混合物。该阳极混合物层可采用不会不利地影响该阴极活性材料的物理性质的任何方法(例如喷涂法或浸渍法)来形成,只要化合物使用上述涂布元素。本领域技术人员可以很好地理解涂布方法,由此将省略其详述。[0148]该阴极活性材料层还包括阴极粘合剂和导电材料。[0149]该阴极粘合剂可用于使阴极活性材料颗粒很好地彼此粘附,并还将该阴极活性材料粘附到集流体上。[0150]阴极粘合剂的代表性实例可以包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、含有环氧乙烷的聚合物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯酸化苯乙烯-丁二烯橡胶、环氧树脂和尼龙,但本公开不限于此。[0151]所述导电材料用于赋予电极导电性,并可以使用不会在电池中引起化学变化的任何导电材料。导电材料的实例可以包括天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、金属粉末如铜粉、镍粉、铝粉和银粉、金属纤维等,并可以单独或组合使用诸如聚亚苯基衍生物的导电材料。[0152]此外,al可用作集流体,但不限于此。[0153]阳极和阴极可以分别通过将活性材料、导电材料和粘合剂在溶剂中混合以制备活性材料浆料,并将组合物施加到集流体上来制备。由于此类电极制造方法在本领域中广为人知,这里将省略其详细描述。所述溶剂可包括但不限于n-甲基吡咯烷酮。[0154]同时,锂二次电池可以是非水性电解质二次电池,并且在这种情况下,该非水性电解质可以包括非水性有机溶剂和锂盐。[0155]该非水性有机溶剂充当介质,参与电池的电化学反应的离子可通过该介质移动。[0156]此外,如上所述,在阴极和阳极之间可以存在隔膜。作为隔膜,可以使用聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯或其两层或多层的多层膜。可以使用混合多层膜如聚乙烯/聚丙烯双层隔膜、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三层隔膜和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔膜。[0157]下面,将参照以下实施例详细描述本发明。但是,提供此类实施例仅用于更好地理解本发明,因此本发明的范围不限于此。[0158]hase(疏水改性的碱溶性乳液)[0159]作为疏水改性的碱溶胀性乳液(hase),使用来自rohmandhaas的acrysoltt-935。[0160]其重均分子量为大约120,000克/摩尔。[0161]制备实施例1:aam(70重量份)/aa(5重量份)/an(25重量份)共聚物[0162]将250重量份的蒸馏水、70重量份的丙烯酰胺、5重量份的丙烯酸和25重量份的丙烯腈加入到压力搅拌器中,接着加入0.4重量份的作为乳化剂的月桂基硫酸钠和0.5重量份的作为聚合引发剂的过硫酸钾以引发反应。随后,在充分搅拌并保持在70℃下的同时进行反应10小时以获得固含量为40%的粘合剂胶乳。[0163]制备实施例2:aam(60重量份)/aa(20重量份)/an(20重量份)共聚物[0164]将250重量份的蒸馏水、60重量份的丙烯酰胺、20重量份的丙烯酸和20重量份的丙烯腈加入到压力搅拌器中,接着加入0.4重量份的作为乳化剂的月桂基硫酸钠和0.5重量份的作为聚合引发剂的过硫酸钾以引发反应。随后,在充分搅拌并保持在70℃下的同时进行反应10小时以获得固含量为40%的粘合剂胶乳。[0165]制备实施例3:制备单组分粘合剂a[0166]在室温下混合0.3重量份的hase和0.7重量份的制备实施例1的aam/aa/an共聚物以获得单组分粘合剂a。[0167]制备实施例4:制备单组分粘合剂b[0168]在室温下混合0.3重量份的hase和0.7重量份的制备实施例2的aam/aa/an共聚物以获得单组分粘合剂b。[0169]对比例1:包括1.0重量%的单组分粘合剂a的阳极混合物[0170](1)制备阳极混合物浆料[0171]首先,将5重量份(20重量%的固含量)的制备实施例3的单组分粘合剂a与1重量份的导电材料(superc65)一起添加到50重量份的作为溶剂的去离子水中,同时用均质分散器(homodisper)搅拌以制备溶液,由此制备内容物分散在其中的分散体。[0172]通过使用阳极混合器在该分散体中混合98重量份的阳极活性材料(天然石墨)以制备浆料,并将50重量份的去离子水加入该浆料作为稀释剂以便将该浆料的粘度调节至大约5,000cp,由此制备阳极浆料组合物。[0173]因此,基于100重量%的对比例1的阳极混合物浆料的总固含量计,包含1.0重量%的单组分粘合剂a。[0174](2)制备阳极[0175]准备厚度为20微米的铜箔并用做阳极集流体。使用逗号涂布机(commacoater)在阳极集流体的两侧上以阳极集流体每侧4.0mg/cm2的负载量施加对比例1的阳极混合物浆料,在烘箱中在80℃下用热空气干燥10分钟,并辊压以形成阳极混合物层。[0176]因此,获得对比例1的阳极(总厚度:80微米)。[0177](3)制备二次电池[0178]使用90重量份的作为阴极活性材料的li1.03ni0.6co0.6mn0.2o2、5重量份的作为导电材料的乙炔黑和50重量份(10%固体)的作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(pvdf)并在作为溶剂的nmp中混合,同时搅拌一小时。这里,调节浆料相,使得总固含量为70重量%,以便获得对比例1的阴极混合物。[0179]准备厚度为20微米的铝箔并用做阴极集流体。使用逗号涂布机在阴极集流体的两侧上以阴极集流体每侧15.6mg/cm2的负载量施加上述实施例2的阴极混合物,在烘箱中在80℃下用热空气干燥10分钟,并辊压至总厚度为190微米。因此,获得对比例1的阴极。[0180]在对比例1的阳极和阴极之间插入隔膜,并进行组装,随后注入电解质,以便根据本领域中常规已知的方法完成锂离子电池。[0181]作为电解质,将lipf6溶解在碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)和碳酸二乙酯(dec)(ec:pc:dec的重量比=3:2:5)的混合溶剂中以达到1.3m的浓度,并加入氟代碳酸亚乙酯(fec)以占该电解质总重量的10重量%。[0182]实施例1:包括3.0重量%的单组分粘合剂a的阳极混合物[0183]以与对比例1中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的阳极混合物浆料的总固含量,将制备实施例3的单组分粘合剂a的含量变为3.0重量%。[0184]具体而言,在实施例1中,将3重量份的单组分粘合剂a添加到97重量份的无粘合剂浆料中。[0185]实施例2:包括4.0重量%的单组分粘合剂a的阳极混合物[0186]以与对比例1中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的阳极混合物浆料的总固含量,将制备实施例3的单组分粘合剂a的含量变为4.0重量%。[0187]具体而言,在实施例2中,将4重量份的单组分粘合剂a添加到96重量份的无粘合剂浆料中。[0188]实施例3:包括5.0重量%的单组分粘合剂a的阳极混合物[0189]以与对比例1中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的阳极混合物浆料的总固含量,将制备实施例3的单组分粘合剂a的含量变为5.0重量%。[0190]具体而言,在实施例3中,将5重量份的单组分粘合剂a添加到95重量份的无粘合剂浆料中。[0191]实施例4:包括7.0重量%的单组分粘合剂a的阳极混合物[0192]以与对比例1中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的阳极混合物浆料的总固含量,将制备实施例3的单组分粘合剂a的含量变为7.0重量%。[0193]具体而言,在实施例4中,将7重量份的单组分粘合剂a添加到93重量份的无粘合剂浆料中。[0194]实施例5:包括10.0重量%的单组分粘合剂a的阳极混合物[0195]以与对比例1中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的阳极混合物浆料的总固含量,将制备实施例3的单组分粘合剂a的含量变为10.0重量%。[0196]具体而言,在实施例5中,将10重量份的单组分粘合剂a添加到90重量份的无粘合剂浆料中。[0197]对比例2:包括1.0重量%的单组分粘合剂b的阳极混合物[0198]以与对比例1中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于使用制备实施例4的单组分粘合剂b代替单组分粘合剂a。[0199]实施例6:包括3.0重量%的单组分粘合剂a的阳极混合物[0200]以与对比例2中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的阳极混合物浆料的总固含量,将制备实施例4的单组分粘合剂b的含量变为3.0重量%。[0201]具体而言,在对比例4中,将3重量份的单组分粘合剂b添加到97重量份的无粘合剂浆料中。[0202]实施例7:包括4.0重量%的单组分粘合剂a的阳极混合物[0203]以与对比例2中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的阳极混合物浆料的总固含量,将制备实施例4的单组分粘合剂b的含量变为4.0重量%。[0204]具体而言,在实施例7中,将4重量份的单组分粘合剂b添加到96重量份的无粘合剂浆料中。[0205]实施例8:包括5.0重量%的单组分粘合剂b的阳极混合物[0206]以与对比例2中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的阳极混合物浆料的总固含量,将制备实施例4的单组分粘合剂b的含量变为3.0重量%。[0207]具体而言,在实施例8中,将5重量份的单组分粘合剂b添加到95重量份的无粘合剂浆料中。[0208]实施例9:包括7.0重量%的单组分粘合剂b的阳极混合物[0209]以与对比例2中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的阳极混合物浆料的总固含量,将制备实施例4的单组分粘合剂b的含量变为7.0重量%。[0210]具体而言,在实施例9中,将7重量份的单组分粘合剂b添加到93重量份的无粘合剂浆料中。[0211]实施例10:包括10.0重量%的单组分粘合剂b的阳极混合物[0212]以与对比例2中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的阳极混合物浆料的总固含量,将制备实施例4的单组分粘合剂b的含量变为10.0重量%。[0213]具体而言,在实施例10中,将10重量份的单组分粘合剂b添加到90重量份的无粘合剂浆料中。[0214]对比例3:包括1重量%的粘合剂sbl和1.0重量%的cmc的阳极混合物[0215](1)粘合剂(sb胶乳)[0216]将250重量份的蒸馏水、50重量份的1,3-丁二烯、34重量份的苯乙烯、10重量份的甲基丙烯酸甲酯、4重量份的丙烯酸和2重量份的丙烯酸钠加入到压力搅拌器中,接着加入0.4重量份的作为乳化剂的月桂基硫酸钠和0.5重量份的作为聚合引发剂的过硫酸钾以引发反应。随后,在充分搅拌并保持在70℃下的同时进行反应10小时以获得固含量为40%的sbl粘合剂a胶乳。[0217](2)制备阳极混合物浆料[0218]加入100重量份的其中溶解1重量%的cmc作为分散剂的cmc水溶液和1重量份的导电材料(superc65)并搅拌0.2小时以制备导电材料分散体。[0219]向101重量份的上述导电材料分散体中,加入98重量份的作为阳极活性材料的人造石墨(d50:15微米)和50重量份的作为溶剂的蒸馏水,并搅拌0.8小时以制备无粘合剂浆料。[0220]向250重量份的上述无粘合剂浆料中加入2.5重量份的sbl粘合剂a胶乳并搅拌20分钟以获得对比例3的阳极混合物浆料。[0221]因此,基于100重量%的对比例3的阳极混合物浆料的总固含量,包括1.0重量%的sbl和1.0重量%的cmc。[0222](3)制备阳极和二次电池[0223]以与对比例1中相同的方法制备阳极和二次电池,不同之处在于使用对比例3的阳极混合物浆料代替对比例1的阳极混合物浆料。[0224]对比例4:包括3重量%的粘合剂sbl和1.0重量%的cmc的阳极混合物[0225](1)粘合剂[0226]以与对比例3中相同的方式制备sbl粘合剂a胶乳并使用。[0227](2)制备阳极混合物浆料[0228]加入100重量份的其中溶解1重量%的cmc作为分散剂的cmc水溶液和1重量份的导电材料(superc65)并搅拌0.2小时以制备导电材料分散体。[0229]向101重量份的上述导电材料分散体中,加入98重量份的作为阳极活性材料的人造石墨(d50:15微米)和50重量份的作为溶剂的蒸馏水,并搅拌0.8小时以制备无粘合剂浆料。[0230]向245重量份的上述无粘合剂浆料中加入7.5重量份的sbl粘合剂a胶乳并搅拌20分钟以获得对比例6的阳极混合物浆料。[0231]因此,基于100重量%的对比例4的阳极混合物浆料的总固含量,包括3.0重量%的sbl和1.0重量%的cmc。[0232](3)制备阳极和二次电池[0233]以与对比例1中相同的方法制备阳极和二次电池,不同之处在于使用对比例4的阳极混合物浆料代替对比例1的阳极混合物浆料。[0234]对比例5:包括4.0重量%的单组分粘合剂c的阳极混合物[0235]以与实施例7中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于使用单组分粘合剂c代替单组分粘合剂a。[0236]具体而言,在室温下混合1重量份的hase和3重量份的paam(重均分子量:aladdin,mw=2,000,000)以获得单组分粘合剂c。[0237]对比例6:包括4.0重量%的单组分粘合剂d的阳极混合物[0238]以与实施例7中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于使用单组分粘合剂d代替单组分粘合剂a。[0239]具体而言,在室温下混合1重量份的hase和3重量份的paa(重均分子量:aladdin,mw=1,250,000)以获得单组分粘合剂d。[0240]对比例7:包括4.0重量%的单组分粘合剂d的阳极混合物[0241]以与实施例7中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于使用单组分粘合剂e代替单组分粘合剂a。[0242]具体而言,在室温下混合1重量份的hase和3重量份的pan(重均分子量:aladdin,mw=150,000)以获得单组分粘合剂e。[0243]对比例8:包括4.0重量%的paam paa混合物的阳极混合物[0244]以与实施例7中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于使用paam和paa的混合粘合剂代替单组分粘合剂a。[0245]具体而言,通过在室温下以1:1的重量比混合paa(aladdin,mw=1,250,000)和pam(aladdin,mw=2,000,000)来制备paam和paa的混合粘合剂。[0246]对比例9:包含4.0重量%的vdf/hfp/aa共聚物的阳极混合物[0247]以与实施例7中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于使用vdf、hfp和aa的共聚物粘合剂代替单组分粘合剂a。[0248]具体而言,为了制备paam和paa的混合粘合剂,将1295重量份的脱矿质水、0.75重量份的甲基纤维素、4.0克的过氧化二碳酸丙酯、467.8克的偏二氟乙烯(vdf)、24.8重量份的六氟丙烯(hfp)和7.4重量份的丙烯酸(aa)添加到1升高压釜反应器中,并在28℃下进行悬浮聚合60小时。在聚合完成后,将悬浮液脱气。随后,将聚合物浆料脱水、洗涤并脱水,随后在烘箱中在80℃下干燥24小时以获得共聚物。[0249]获得的共聚物的重均分子量为1,120,000克/摩尔。[0250]对比例10:包括20.0重量%的单组分粘合剂a的阳极混合物[0251]以与对比例1中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的总阳极混合物浆料,将单组分粘合剂a的含量变为20.0重量%。[0252]具体而言,在对比例10中,将20重量份的单组分粘合剂a添加到79重量份的无粘合剂浆料中。[0253]对比例11:包括20.0重量%的单组分粘合剂b的阳极混合物[0254]以与对比例2中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的总阳极混合物浆料,将单组分粘合剂b的含量变为20.0重量%。[0255]具体而言,在对比例11中,将20重量份的单组分粘合剂b添加到79重量份的无粘合剂浆料中。[0256]对比例12:其中每种组分单独混合取代单组分粘合剂的阳极混合物[0257]阳极活性材料、hase、对比例3的sbl粘合剂a胶乳、和导电材料(superc65)以95:1:3:1的重量比混合在一起,并随后溶解在水中以制备阳极浆料。[0258]随后,以与对比例1相同的方式制备阳极和二次电池。[0259]对比例13:包括3重量%的单组分粘合剂f的阳极混合物[0260]以与对比例1中相同的方法制备阳极混合物浆料、阳极和二次电池,不同之处在于基于100重量%的总阳极混合物浆料,使用3重量%的单组分粘合剂g代替单组分粘合剂a。[0261]具体而言,在室温下混合0.6重量份的hase和0.4重量份的aam/aa/an共聚物以获得单组分粘合剂g。[0262]在对比例13中,将3重量份的单组分粘合剂f添加到96重量份的无粘合剂浆料中。[0263]基于实施例1至10和对比例1至13的每种阳极混合物浆料的总固含量(100重量%)计,阳极活性材料含量、粘合剂的类型与含量、以及cmc的含量概括在下表1中。[0264][表1][0265][0266][0267]试验实施例1:评价阳极混合物浆料的稳定性[0268]为了评价储存过程中的稳定性,在实施例1至6和对比例1至9中制备各阳极混合物浆料制备后立即测量粘度,并测量24小时后的粘度。[0269]在每个时间点,使用具有rv型和锭子#4的brookfield粘度计测量粘度,将在10rpm下经过1分钟或更长时间后的稳定值取作粘度值。并且,将浆料储存在封闭的行星式混合机中,同时以15rpm的低速搅拌直到临粘度测量前。[0270]与初始粘度相比,24小时后的粘度根据以下等式1计算为百分比(粘度变化率),并显示在下表2中。[0271][等式1]粘度变化率=100*(24小时后的粘度)/(初始粘度)[0272][表2][0273]阳极混合物浆料粘度变化率阳极混合物浆料粘度变化率对比例1158%对比例3113%实施例1113%对比例4110%实施例2110%对比例5108%实施例3108%对比例6111%实施例4110%对比例7110%实施例5107%对比例8113%对比例2163%对比例9188%实施例6118%‑‑[0274]试验实施例2:评价阳极和二次电池[0275]分别在以下条件下评价实施例1至10和对比例1至13中制备的阳极和锂二次电池,结果显示在下表3中。[0276]阳极的初始粘合性:在各阳极制备后立即测量5次或更多次的剥离强度,其平均值显示在下表3中。在这种情况下,作为在将阳极粘附到宽度为10毫米的胶带上之后以180°的剥离角从阳极上移除该胶带所需的力(gf)使用张力测量仪(stablemicrosystem,ta-xt)测量剥离强度。[0277]阳极的初始电阻:在用制备的阳极作为阴极制备纽扣半电池后,使用来自toyo的toscat3100充放电测试系统在纽扣半电池容量的3倍的电流速率条件下测量电阻值。[0278]分切阳极时的脱附面积:对每个阳极,使用电极冲孔机在20*1000mm的条件下进行分切。结果,由该面积(100sq%)测量从阳极集流体上脱附的阳极混合物层的面积,测量值显示在下表3中。[0279]二次电池300次循环后的容量保持率:一个循环设定为在25℃的恒温室中在0.2c下以cc/cv模式将每个锂二次电池放电至0.005v,并随后在0.2c下以cc模式充电至1.5v,充电和放电之间休息20分钟。这里,进行总计300次循环。[0280]如下面的等式2中所示,计算在第300次循环时测得的放电容量对首次循环时测得的放电容量的比。[0281][等式2][0282]300次循环后的容量保持率(%)=100*(第300次充电容量)/(第1次充电容量)[0283][表3][0284][0285][0286]根据上表3,可以理解,与对比例1至13相比,实施例1至10确保了阳极的初始粘合性和阳极的初始电阻,在分切阳极时具有非常狭窄的阳极混合物层的脱附面积,并在300次循环后确保了至少65%且高达93%的二次电池的容量保持率。换句话说,发现根据实施例1至10的阳极包括满足阳极中来自疏水改性的碱溶性乳液(hase)的聚合物与所述共聚物之间大约1:2至3的重量比范围的粘合剂组分,并由此确保了该阳极高于对比例的初始粘合性,降低了分切阳极时的脱附面积,降低了阳极的初始电阻,并由于满足至少65%或更高显示出300次循环后二次电池的优异的容量保持率。因此,当包括根据本公开的阳极时,可最终改善二次电池的寿命。[0287]具体而言,尽管将单组分粘合剂(单组分粘合剂a和b)——aam/aa/an共聚物和hase的混合物应用于对比例1和2,发现其含量分别为1重量%,由此确保了在刚刚制备完阳极后3gf/英寸或更高的粘合性、5.0mω或更低的电阻、和一定程度的分切阳极时的脱附面积,但二次电池的容量保持率在300次循环后为60%或更低,这低于实施例1至10。[0288]此外,其中作为分散剂和增稠剂的cmc(羧甲基纤维素钠)与作为常规阳极粘合剂的苯乙烯丁二烯胶乳(sbl)混合在一起的对比例3和4确保了在刚刚制备完阳极后3gf/英寸或更高的粘合性和5.0mω或更低的电阻,但显示了分切阳极时3cm2或更高的脱附面积和在300次循环后低至小于30%的二次电池的容量保持率。[0289]这意味着由于cmc的脆性和sbl的低粘合性,阳极混合物层在分切阳极时严重脱附,并且在二次电池的运行过程中阳极粘合性逐渐减弱。[0290]同时,在其中未使用cmc且应用hase与paam、paa和pan中的任一种的混合物(单组分粘合剂c至e)作为粘合剂的对比例5至7中,与对比例3和4相比测试结果得到了改善。但是,分切阳极时的脱附面积宽达0.8cm2或更高,并且在300次循环后二次电池的容量保持率低至小于80%。此外,对比例5至7显示了5.0mω或更低的电阻,但与使用单组分粘合剂a或b的具有类似固含量(3至4重量%)的实施例1、2、6和7相比初始电阻较高,由此显示了低于上述实施例的效果。[0291]在其中应用paam和paa的混合物作为粘合剂且不使用增稠剂(cmc)的对比例8中,与对比例3和4相比测试结果得到了改善。但是,分切阳极时的脱附面积宽达1.2cm2或更高,并且在300次循环后二次电池的容量保持率低至小于80%。[0292]在其中应用vdf-hfp-aa共聚物作为粘合剂且不使用增稠剂(cmc)的对比例9中,测试结果比对比例3和4差得多。[0293]其中分别应用20%的单组分粘合剂a和b的对比例10和11确保了在刚刚制备完阳极后3gf/英寸的粘合性,在300次循环后80%或更高的二次电池的容量保持率、以及3cm2或更低的分切阳极时的脱附面积,但显示出5.0mω或更高的电阻。[0294]在对比例12中,使用hase,但不使用单组分粘合剂,并且通过使用其中一次性混合各组分的阳极浆料来制备阳极。特别地,如对比例3和4中那样使用sbl粘合剂胶乳,分切阳极时的脱附面积宽达7cm2或更高,且二次电池的容量保持率低至小于25%。此外,在对比例12中,阳极的初始粘合性和阳极的初始电阻比实施例差。[0295]在对比例13中,aam/aa/an共聚物对hase的含量比为大约1:0.7,其中共聚物比较小,由此在刚刚制备完阳极后确保了3gf/英寸或更高的初始粘合性,但分切阳极时的脱附面积宽达6cm2或更高,并且在300次循环后二次电池的容量保持率低至小于20%。[0296]与之相对,实施例1至10使用作为aam/aa/an共聚物与hase的混合物的单组分粘合剂(单组分粘合剂a和b),且基于阳极混合物浆料的固含量(100重量%),单组分粘合剂的含量限于3至10重量%的特定范围。[0297]因此,发现实施例1至10在分切阳极时具有2.0cm2或更低的非常窄的脱附面积,同时确保了在刚刚制备完阳极后30gf/英寸或更高的粘合性和9.0mω或更低的电阻,并确保了在300次循环后二次电池的容量保持率为65%或更高。[0298]在实施例1至10中,证实了阳极的初始粘合性和电阻、分切阳极时的脱附面积和二次电池的寿命根据aam/aa/an的聚合比、其与hase的混合比等等而变。[0299]由此,只要应用作为aam/aa/an共聚物与hase的混合物的单组分粘合剂并将其在阳极混合物浆料中的含量限制在特定范围内,可以实现具有优异性质的阳极和二次电池,并可以通过调节aam/aa/an的聚合比及其与hase的混合比来控制阳极和二次电池的性质。当前第1页12当前第1页12
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