[發(fā)明專(zhuān)利]具有穿孔的集電器的電極和包含其的鋰二次電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710585422.3
• 申請(qǐng)日: 2017-07-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107634179B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋祈錫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社LG化學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/13
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/13;H01M4/80;H01M10/0525
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 楊海榮;穆德駿

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有穿孔的集電器的電極和包含其的鋰二次電池，并且根據(jù)本發(fā)明，在負(fù)極集電器的穿孔內(nèi)誘發(fā)鋰金屬的析出和消除反應(yīng)，因此，單電池的體積膨脹受到抑制且由此增強(qiáng)電池的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包含穿孔的集電器的電極和包含其的鋰二次電池，且特別地，涉及一種使用穿孔的集電器并在集電器的穿孔部中引發(fā)鋰枝晶的析出和消除反應(yīng)的技術(shù)。

背景技術(shù)

近來(lái)對(duì)能源存儲(chǔ)技術(shù)的興趣越來(lái)越高。隨著應(yīng)用擴(kuò)展到移動(dòng)電話(huà)、便攜式攝像機(jī)和筆記本電腦以及進(jìn)一步的電動(dòng)車(chē)輛的能源，對(duì)電化學(xué)裝置的研究和開(kāi)發(fā)的努力已經(jīng)越來(lái)越具體化。

電化學(xué)裝置是在這些方面受到最多關(guān)注的領(lǐng)域，且其中能夠充電和放電的二次電池的開(kāi)發(fā)成為關(guān)注的焦點(diǎn)，并且在這種電池的開(kāi)發(fā)中，近來(lái)對(duì)新電極和電池進(jìn)行設(shè)計(jì)以增強(qiáng)容量密度和能量效率的研究和開(kāi)發(fā)取得了進(jìn)展。

在目前使用的二次電池中，在二十世紀(jì)九十年代早期開(kāi)發(fā)的鋰二次電池引起了關(guān)注，其與使用水性液體電解質(zhì)的常規(guī)電池如Ni-MH、Ni-Cd和硫酸-鉛電池相比，優(yōu)點(diǎn)在于具有高的工作電壓和顯著更高的能量密度。

鋰二次電池通常由以層壓或卷繞結(jié)構(gòu)插入電池殼中的電極組件和注入其中的非水液體電解質(zhì)形成，所述電極組件包含正極、負(fù)極和設(shè)置在所述正極與所述負(fù)極之間的隔膜。

對(duì)于作為負(fù)極的鋰電極，使用附著在平面集電器上的鋰箔。在這種情況下，充電和放電時(shí)鋰的形成和消除是不規(guī)則的，從而產(chǎn)生鋰枝晶，并且這導(dǎo)致容量連續(xù)下降。

鑒于上述情況，已經(jīng)對(duì)將聚合物保護(hù)層或無(wú)機(jī)固體保護(hù)層引入鋰金屬層、提高液體電解質(zhì)的鹽濃度或使用適當(dāng)?shù)奶砑觿┻M(jìn)行了研究。然而，由這些研究產(chǎn)生的抑制鋰枝晶的效果不明顯。因此，通過(guò)改變鋰金屬負(fù)極本身的形式或改變電池結(jié)構(gòu)來(lái)解決問(wèn)題可能是有效的選擇。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2015-0030156“鋰電極和包含其的鋰二次電池(LithiumElectrode and Lithium Secondary Battery Including the Same)”

發(fā)明內(nèi)容

如上所述，鋰二次電池的鋰枝晶在負(fù)極集電器的表面上析出且有時(shí)由此導(dǎo)致單電池(cell)的體積膨脹。鑒于上述，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)從各種角度進(jìn)行了研究，且結(jié)果發(fā)現(xiàn)了通過(guò)改變電極本身的形狀和結(jié)構(gòu)來(lái)解決由枝晶造成的這種問(wèn)題的方法，并且完成了本發(fā)明。

因此，本發(fā)明涉及提供一種鋰二次電池，所述鋰二次電池通過(guò)改變電極的形狀和結(jié)構(gòu)來(lái)解決由鋰枝晶引起的單電池體積膨脹的問(wèn)題，并且具有增強(qiáng)的性能。

鑒于上述，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種鋰二次電池用電極，所述鋰二次電池用電極包含具有多個(gè)穿孔的一對(duì)負(fù)極集電器和設(shè)置在所述一對(duì)負(fù)極集電器之間的鋰金屬層。所述電極可以還包含絕緣層，所述絕緣層設(shè)置在所述負(fù)極集電器上，并且具有與所述穿孔連通的多個(gè)穿孔。

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式提供一種包含所述電極的鋰二次電池。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的包含穿孔的負(fù)極集電器的鋰二次電池用電極的透視圖；

圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的穿孔的負(fù)極集電器的透視圖和主要部分的放大圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的包含穿孔的負(fù)極集電器的鋰二次電池用電極的橫斷面視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的包含穿孔的負(fù)極集電器和絕緣層的鋰二次電池用電極的橫斷面視圖；

圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的電極的結(jié)構(gòu)的透視圖；

圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明比較例1的電極的結(jié)構(gòu)的透視圖；且