[發明專利]用于制造鋰二次電池用的負極的方法

在審

• 申請號: 201980077607.0
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN113812018A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 金貴龍;禹昇希;金孝植
• 申請（專利權）人: 株式會社LG新能源
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139;H01M4/04;H01M4/62;H01M10/0562;H01M10/0565;H01M10/052
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本發明涉及一種用于制造鋰二次電池用的負極的方法，所述方法能夠有效地進行預鋰化。根據本發明，在用壓制機對負極進行壓制的同時，在壓制機的上板和下板的與負極活性材料層接觸的部分上形成鋰合金層，并且負極接片通過分別設置在壓制機的上板和下板上的連接部與壓制機電連接，因此，可以制造一種用于鋰二次電池的負極，其中即使不進行單獨的預鋰化工序，也可以在壓制時進行負極的預鋰化。

技術領域

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年12月4日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2018-0154290號的權益，通過引用將上述專利申請的公開內容作為整體結合在此。

本發明涉及一種用于制造鋰二次電池用的負極的方法，該方法能夠有效地進行預鋰化，并且更具體地，涉及一種用于制造鋰二次電池用的負極的方法，其中在用壓制機對負極進行壓制的同時，在壓制機的上板和下板的與負極活性材料層接觸的部分上形成鋰合金層，并且負極接片通過分別設置在壓制機的上板和下板上的連接部與壓制機電連接，因此，即使不進行單獨的預鋰化工序，也可以在壓制時進行負極的預鋰化，并且本發明涉及一種使用該制造方法制造(全固態)鋰二次電池的方法。

背景技術

隨著對移動裝置的技術開發和需求的增加，對作為能源的二次電池的需求已經迅速增加。在這些二次電池中，具有高能量密度和工作電位、長循環壽命和低自放電率的鋰二次電池已被商業化并被廣泛使用。

此外，作為構成鋰二次電池的正極的正極活性材料，使用諸如LiCoO₂、LiMnO₂、LiMn₂O₄或LiCrO₂之類的金屬氧化物，作為構成鋰二次電池的負極的負極活性材料，使用諸如金屬鋰(metal lithium)、石墨(graphite)或活性炭(activated carbon)之類的碳基材料(carbon based material)、或諸如氧化硅(SiO_x)之類的材料。在負極活性材料中，最初主要使用金屬鋰。然而，隨著充電和放電循環的進行，鋰原子在金屬鋰的表面上生長并損壞隔板，從而損壞電池，因此近來主要使用碳基材料。然而，碳基材料的缺點在于：其容量小，因為碳基材料的理論容量僅為約372mAh/g。因此，已經進行了各種研究以用具有高理論容量(4,200mAh/g)的硅(silicon,Si)基材料代替碳基材料作為負極活性材料。

通過重復其中將正極的正極活性材料的鋰離子嵌入(intercalation)和脫嵌(deintercalation)到負極的負極活性材料(石墨)中的工序來對鋰二次電池進行充電和放電。

理論上，鋰嵌入和脫嵌到負極活性材料層中是完全可逆的。然而，實際上消耗的鋰比負極活性材料的理論容量多，并且僅回收一部分。因此，在第二次循環之后，在充電期間插入較少量的鋰離子，但是在放電期間幾乎所有插入的鋰離子都被脫嵌。第一次充電和放電反應中發生的容量差異被稱為不可逆容量損失。在可商購的鋰二次電池中，從正極提供鋰離子，并且在沒有鋰的狀態下制造負極，因此重要的是使在初始充電和放電中的不可逆容量損失最小化。

已知最初不可逆容量損失通常歸因于負極活性材料表面上的電解質分解(electrolyte decomposition)反應，并且通過經由電解質分解的電化學反應在負極活性材料的表面上形成固體電解質界面(SEI,Solid Electrolyte Interface)膜。由于消耗大量鋰離子以形成這樣的SEI膜，所以存在引起不可逆的容量損失的問題。然而，在充電開始時形成的SEI膜防止了鋰離子在充電和放電期間與負極或其他材料發生反應，并充當僅使鋰離子通過的離子隧道(Ion Tunnel)，從而抑制了進一步的電解質分解反應，從而有助于鋰二次電池循環性能的改善。