[發明專利]制備二次電池的新方法

在審

• 申請號: 202180005985.5
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN114586218A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 李東俊;金撒拉;金東輝;劉光虎
• 申請（專利權）人: 株式會社LG新能源
• 主分類號: H01M10/0585
• 分類號: H01M10/0585;H01M10/0525;H01M4/1395;H01M4/139
• 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

本發明涉及一種制備二次電池的方法，該方法包括對電極組件進行預鋰化，該電極組件包括含有多個電極和多個隔板的電極結構以及金屬基板，其中所述電極與所述隔板交替地堆疊，所述金屬基板沿所述電極與所述隔板堆疊的方向設置于所述電極結構的最外表面上，所述電極包括包含負極活性材料層的負極和包含正極活性材料層的正極，并且正極和負極通過設置在它們之間的隔板彼此間隔開，其中所述預鋰化包括：第一步驟，即通過將正極和負極電連接來施加第一電流；和第二步驟，即在第一步驟之后，通過將金屬基板和正極電連接來施加第二電流。

技術領域

相關申請的交叉引用

本申請要求于2020年1月20日提交的韓國專利申請第10-2020-0007192號的優先權，通過引用將上述專利申請的公開內容結合在此。

技術領域

本發明涉及一種制備二次電池的新方法，其中在二次電池的預鋰化過程中，在將正極和負極連接以將鋰轉移到負極之后，將正極和鋰層連接以將鋰轉移到正極。

背景技術

近來，隨著諸如移動電話、筆記本電腦、和電動車輛等使用電池的電子裝置的迅速普及，對容量相對較高且體積小、重量輕的二次電池的需求迅速增加。特別地，由于鋰二次電池重量輕且具有高能量密度，因此鋰二次電池作為便攜式裝置的驅動電源而備受關注。因此，已經積極進行了用于提高鋰二次電池性能的研究和開發工作。

一般而言，鋰二次電池包括正極、負極、設置在正極和負極之間的隔板、電解質和有機溶劑。此外，對于正極和負極，可以在集電器上形成包括正極活性材料或負極活性材料的活性材料層。通常使用含鋰金屬氧化物，如LiCoO₂和LiMn₂O₄作為正極中的正極活性材料，并且相應地，使用不含鋰的碳基活性材料或硅基活性材料作為負極中的負極活性材料。

特別地，負極活性材料中的純硅(Pure silicon)因其容量比碳基活性材料的容量高約10倍而受到關注，并且優點在于：由于其高容量，因此即使使用薄電極也可以實現高能量密度。然而，由于硅的初始效率低和充放電引起的體積膨脹過大而限制了硅的使用。

為了解決硅的低初始效率，已經使用預先將鋰嵌入負極中(預鋰化)的工序。在這些工序中，在制備電極組件之后，使用通過將負極和鋰金屬連接以向負極供應鋰的方法。然而，該方法降低了可加工性，因為達到期望的預鋰化水平需要大量時間，并且嵌入電極組件中的負極中的鋰離子的量彼此顯著不同。因此，電池的容量和壽命特性可能會劣化。

在本發明中，公開了一種制備二次電池的新方法，其中可以以更快的速率進行預鋰化并且可以將鋰離子均勻地嵌入負極中。

發明內容

技術問題

本發明的一個方面通過提高預鋰化率來改善電池的制備加工性并通過將鋰離子均勻地嵌入負極中來提高容量和壽命(循環)特性。

技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種制備二次電池的方法，該方法包括對電極組件進行預鋰化，該電極組件包括含有多個電極和多個隔板的電極結構以及金屬基板，其中所述電極與所述隔板交替地堆疊，所述金屬基板沿所述電極與所述隔板堆疊的方向設置于所述電極結構的最外表面上，所述電極包括：包含負極活性材料層的負極和包含正極活性材料層的正極，并且正極和負極通過設置在它們之間的隔板彼此間隔開，其中所述預鋰化包括：第一步驟，即通過將正極和負極電連接來施加第一電流；和第二步驟，即在第一步驟之后，通過將金屬基板和正極電連接來施加第二電流。

有益效果