CN112335073B 用于锂二次电池的负极、预锂化所述负极的方法和包括所述负极的锂二次电池 （株式会社Lg新能源）

2020.12.22PCT/KR2019/0081962019.07.04WO2020/009494KO2020.01.09CN202633454U,2012.12.26CN202616342U,2012.12.19预锂化的负极可以通过确保负极的初始可逆性来增加锂二次电池的容量并改善锂二次电池的2在所述第一负极活性材料层上形成包括锂金属的锂金属层；在10℃至200℃的温度下用预锂化溶液浸渍所得物2小时至48其中所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层各自独立地包括重量比为其中所述碳基负极活性材料选自由人造石墨和天然石墨构成的组3.根据权利要求1所述的方法，其中所述浸渍在24.一种用权利要求1至3中任一项所述的方法制备的用于形成在负极集电器上并且包括第一负极活性材料的第一负极活形成在所述锂金属层上并且包括第二负极活性材料的第二负极活其中所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层各自独立地包括重量比为其中所述碳基负极活性材料选自由人造石墨和天然石墨构成的组5.根据权利要求4所述的用于锂二次电池的负极，其中所述锂金属层通过将锂金属粉6.根据权利要求4所述的用于锂二次电池的负极，其中所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层各自独立地包括重量比为5:95至20:80的硅基负极活性材料和碳基在所述第一负极活性材料层上形成包括锂金属的锂金属层；在10℃至200℃的温度下用预锂化溶液浸渍所得物2小时至其中所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层各自独立地包括重量比为其中所述碳基负极活性材料选自由人造石墨和天然石墨构成的组3[0002]本申请要求于2018年7月6日提交的韩国专利申请第10-2018-0078681号的优先权炭(activatedcarbon)的碳基材料(carbonbasedmaterial)、或氧化硅(SiOx)之类的材池，因此，最近，通常使用碳基材料。然而，由于碳基材料的缺点在于理论容量仅为约硅(silicon,Si)基材料代替碳基材料作为负极活性材[0007]在正极的正极活性材料的锂离子嵌入(intercalation)到负极的负极活性材料中以及从负极的负极活性材料中脱嵌(deintercalation)的同时，锂二次电池进行充电和放[0009]已知这种初始不可逆容量损失主要是由负极活性材料表面上的电解质分解(electrolytedecomposition)反应引起的，并且通过经由电解质分解的电化学反应在负极活性材料表面上形成固体电解质界面(SEI,SolidElectrolyteInterface)膜。由于此4在充电开始时形成的SEI膜会阻止锂离子在充电和放电期间与负极或其他材料发生反应，并且用作仅使锂离子通过的离子隧道(IonTunnel)，从而进一步抑制了电解质分解反应，[0011]常规的预锂化方法例如可包括在负极上沉积锂的方法以及使锂与负极直接接触[0017]本发明旨在提供一种用于锂二次电池的负极、一种用于预锂化所述负极的方法、极活性材料层，所述第一负极活性材料层形成在负极集电器上并且包括第一负极活性材5[0026]本发明的又一方面提供一种使用本发明的所述用于锂二次电池的负极而制造的[0039]本发明的用于锂二次电池的负极具有其中负极活性材料存在于锂金属层的上方[0048]本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应解释为受限于常规含义或词典6[0052]第一负极活性材料层112，所述第一负极活性材料层112形成在负极集电器130上[0053]锂金属层120，所述锂金属层120形成在第一负极活性材料层112上并且包括锂金[0054]第二负极活性材料层114，所述第二负极活性材料层114形成在锂金属层120上并[0055]第一负极活性材料和第二负极活性材料各自包括硅(Si)、硅基合金或氧化硅料层中的第一负极活性材料和第二负极活性材料层中的第二负极活性材料结合的形式存7PF2C4O8-、(CF3)2PF4-、(CF3)3PF3-、(CF3)4PF2-、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3-、C4F9SO3-、[0073]浸渍操作是预锂化操作，并且可以通过在10℃至200℃的温度下用预锂化溶液浸渍高温热处理的负极活性材料层2至48小时来进行，并且优选地在20℃至70℃的温度下浸[0077]此外，除了如本发明那样负极活性材料层在上方和下方围绕锂金属层的情况以负极活性材料的上方和下方的情况(参见图5)、以及锂金属层存在于负极活性材料层中的8合剂)溶解或分散在溶剂中来制备正极混合物，将所述正极混合物施加在正极集电器的至[0086]正极集电器没有特别限制，只要其不在电池中引起化学变化并且具有导电性即[0087]正极活性材料的示例可包括：诸如锂钴氧化物(LiCoO2)和锂镍氧化物yO4(其中y为0至0.33)、LiMnO3、LiMn2O3、LiMnO2和类似者表示的化合物；锂铜氧化物或Zn)表示似物；碳酸酯基溶剂，诸如碳酸二甲酯(dimethylcarbonate,DMC)、碳酸二乙酯(diethylcarbonate,DEC)、碳酸甲乙酯(methylethylcarbonate,MEC)、碳酸乙甲酯9(ethylmethylcarbonate,EMC)、碳酸乙烯酯(ethylenecarbonate,EC)、碳酸丙烯酯的环状碳酸酯(诸如碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯)和具有低粘度的直链碳酸酯基化合物(例)2或类似者可以以基于电解质的总重量的0.1重量％至5重量[0111]实施例1.[0113]通过将92重量％的负极活性材料(石墨:SiO＝7:3)、3重量％的导电剂(Denka添加到水中来制备负极活性材料浆料。用所制备的负极活性材料浆料涂覆铜集电器130的一个表面，干燥并辊压以形成第一负极活性材料层112，其中负极活性材料的负载量为[0115]将锂金属粉末和聚偏二氟乙烯(PVdF)粘合剂以95:5的重量比添加到四氢呋喃[0117]通过将92重量％的负极活性材料(石墨:SiO＝7:3)、3重量％的导电剂(Denka[0119]通过将1MLiPF6溶解在碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)以50:50的体积比混合的溶剂中来制备预锂化溶液，并且用所述溶液浸渍上述制造的结构(其中在集电器上顺极和作为对电极的锂金属箔之间，然后注入其[0123]实施例2.[0124]以与实施例1相同的方式制造预锂化的负极和使用所述预锂化的负极的锂二次电[0125]比较例1.[0126]以与实施例1相同的方式制备预锂化的负极和使用所述预锂化的负极的锂二次电[0127]比较例2.[0129]比较例3.[0131]将锂金属粉末和PVdF粘合剂以95:5的重量比添加到THF中并分散的溶液均匀地施[0133]通过将92重量％的负极活性材料(石墨:SiO＝7:3)、3重量％的导电剂(Denka活性材料的负载量等于实施例1的第一负极活性材料层和第二负极活性材料层中使用的负[0135]使用通过以与实施例1相同的方式对形成有负极活性材料层的负极进行预锂化而[0136]比较例4.[0137]以与比较例3相同的方式制造预锂化的负极(顺序地堆叠有集电器/锂金属层/负材料层10上再次形成锂金属层24(通过与在集电器上形成锂金属层的方法相同的方法进载量等于第一负极活性材料层和第二负极活性材料层中使用的负极活性材料的负载量之和，并且锂金属的量为使得两个锂金属层22和24的锂金属负载量之和等于实施例1的锂金[0138]比较例5.[0142]通过将92重量％的负极活性材料(石墨:SiO＝7:3)、3重量％的导电剂(Denka[0145]使用通过以与实施例1相同