制备用于二次电池的负极的方法技术

提供一种制备用于二次电池的负极的方法，所述方法包括：形成负极结构，所述负极结构包括负极集电器和形成于所述负极集电器的至少一个表面上的负极活性材料层；制备预锂化电池，所述预锂化电池包括所述负极结构、设置成面对所述负极活性材料层的锂金属对电极、以及插置在负极结构和锂金属对电极之间的隔板；将所述预锂化电池浸入预锂化溶液中；和通过在15kPa至3,200kPa的压力下对预锂化电池进行加压的同时对预锂化电池进行电化学充电来执行预锂化。预锂化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备用于二次电池的负极的方法


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年1月25日提交的韩国专利申请第10
‑
2019
‑
0009787号的优先权和权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。
[0003]

[0004]本专利技术涉及一种制备用于二次电池的负极的方法。

技术介绍

[0005]近来，响应于诸如移动电话、笔记本电脑和电动车辆之类的使用电池的电子装置迅速普及，对具有小尺寸、轻重量和相对高容量的二次电池的需求正迅速增加。特别地，锂二次电池由于具有轻重量和高能量密度而作为便携式装置的驱动电源已成为公众关注的焦点。因此，一直在进行针对提高锂二次电池的性能的研究和开发工作。
[0006]锂二次电池通常包括正极、负极、插置在正极和负极之间的隔板、电解质、有机溶剂等等。在正极和负极中，可以在集电器上形成包括正极活性材料或负极活性材料的活性材料层。在正极中，通常使用诸如LiCoO2、LiMn2O4或类似物的含锂金属氧化物作为正极活性材料，并且，在负极中，使用不含锂的碳基材料或硅基材料作为负极活性材料。
[0007]在此类负极的情况下，在初始充电期间，在负极的表面上形成诸如固体电解质界面层(SEI层)(solid electrolyte interface layer,SEI layer)的钝化膜。钝化膜干扰有机溶剂向负极中的插入，并且抑制有机溶剂的分解反应，从而使负极结构稳定化，改善了负极的可逆性，并且使得所述负极结构能够用作负极。然而，钝化膜的形成反应作为不可逆反应会导致锂离子的消耗而降低电池容量，并且随着重复的电池循环而导致锂离子的消耗，从而降低容量并降低循环寿命。
[0008]因此，已经开发了一种通过将锂嵌入到负极中以促进钝化膜在负极表面上的预成型，防止容量降低和改善循环寿命的预锂化(pre
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lithiating)负极的方法。
[0009]然而，当对负极进行预锂化时，由于嵌入过量的锂而导致发生负极的体积膨胀或结构变形，因此容量和循环特性可能会降低。特别地，当负极活性材料的体积由于预锂化而膨胀时，负极活性材料不能彼此靠近，从而增加了锂的迁移阻力，因此在长期充电和放电期间，容量可能会降低。
[0010]因此，需要开发一种能够在实现预锂化目的的同时促进电阻降低和循环特性改善的负极。
[0011]韩国注册专利第10
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0291067号公开了一种将碳电极预锂化的方法以及使用该方法制造锂二次电池的方法。
[0012][现有技术文献][0013][专利文献][0014]韩国注册专利第10
‑
0291067号

技术实现思路

[0015][技术问题][0016]本专利技术旨在提供一种制备用于二次电池的负极的方法，该方法通过在负极的预锂化中以在特定压力下被加压的状态对负极进行预锂化，能够防止由于预锂化引起的体积膨胀和结构变形，并保持负极活性材料之间的接近和接触，以便防止负极的电阻增加并实现高的容量保持率。
[0017][技术方案][0018]本专利技术的一个方面提供一种制备用于二次电池的负极的方法，所述方法包括：形成负极结构，所述负极结构包括负极集电器和形成于所述负极集电器的至少一个表面上的负极活性材料层；制备预锂化电池，所述预锂化电池包括所述负极结构、设置成面对所述负极活性材料层的锂金属对电极、以及插置在负极结构和锂金属对电极之间的隔板；将所述预锂化电池浸入预锂化溶液中；和通过在15kPa至3,200kPa的压力下对预锂化电池进行加压的同时对预锂化电池进行电化学充电来执行预锂化。
[0019][有益效果][0020]根据本专利技术的制备用于二次电池的负极的方法，由于负极是通过在负极的预锂化中以在特定压力下被加压的状态对负极进行预锂化而制备的，因此可以防止发生由于预锂化导致的体积膨胀和结构变形，并且可以保持负极活性材料之间的接近和接触，以便防止负极的电阻增加并实现高的容量保持率。
具体实施方式
[0021]在本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应被解释为限于常用含义或词典中的含义，而是应当基于专利技术人可适当地定义术语的概念以便以最佳方式描述本专利技术的原则，将这些词语或术语解释为具有与本专利技术的技术范围相一致的含义和概念。
[0022]本文提供的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并不意在限制本专利技术。除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”也意图包括复数形式。
[0023]应当理解的是，当在本文中使用时，术语“包含”、“包括”、“具有”具体阐明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
[0024]在本专利技术中，平均粒径(D
50
)可以定义为对应于粒径分布曲线中累积体积的50％的粒径。可以使用例如激光衍射法(laser diffraction method)来测量平均粒径(D
50
)。激光衍射法通常允许测量从亚微米(submicron)级到数毫米范围的粒径，并且可以获得具有高再现性和高分辨率的结果。
[0025]在下文中，将详细地描述本专利技术。
[0026]<制备用于二次电池的负极的方法>
[0027]本专利技术提供一种制备用于二次电池的负极的方法，具体地，提供一种制备用于锂二次电池的负极的方法。
[0028]本专利技术的制备用于二次电池的负极的方法包括：形成负极结构，所述负极结构包括负极集电器和形成于所述负极集电器的至少一个表面上的负极活性材料层；制备预锂化电池，所述预锂化电池包括所述负极结构、设置成面对所述负极活性材料层的锂金属对电
极、以及插置在负极结构和锂金属对电极之间的隔板；将所述预锂化电池浸入预锂化溶液中；和通过在15kPa至3,200kPa的压力下对预锂化电池进行加压的同时对预锂化电池进行电化学充电来执行预锂化。
[0029]根据本专利技术的制备用于二次电池的负极的方法，在负极的预锂化中，在特定压力下对负极结构进行加压的同时执行预锂化。在常规的预锂化的情况下，担心由锂的嵌入导致的负极的体积膨胀和结构变形，这导致负极活性材料之间的距离增加，使得锂的迁移阻力增大，并且因此在长期充电和放电期间，循环特性劣化。然而，根据本专利技术的制备用于二次电池的负极的方法，由于在15kPa至3,200kPa的压力下对负极结构进行加压的同时执行预锂化，因此可以防止由预锂化导致的体积膨胀并保持负极间活性材料之间的接近和接触，从而可以有效地防止诸如电池电阻增加和容量保持率降低之类的问题。
[0030]本专利技术的制备用于二次电池的负极的方法包括形成负极结构，所述负极结构包括负极集电器和形成于所述负极集电器的至少一个表面上的负极活性材料层。
[0031]负极集电器没有特别限制，只要其不在电池中引起化学变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备用于二次电池的负极的方法，所述方法包括：形成负极结构，所述负极结构包括负极集电器和形成于所述负极集电器的至少一个表面上的负极活性材料层；制备预锂化电池，所述预锂化电池包括所述负极结构、设置成面对所述负极活性材料层的锂金属对电极、以及插置在所述负极结构和所述锂金属对电极之间的隔板；将所述预锂化电池浸入预锂化溶液中；和通过在15kPa至3,200kPa的压力下对所述预锂化电池进行加压的同时对所述预锂化电池进行电化学充电来执行预锂化。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述负极活性材料层形成在所述负极集电器的两个表面上。3.根据权利要求1所述的方法，其中包括在所述负极活性材料层中的负极活性材料包括选自由碳基活性材料和硅基活性材料构成的组中的至少一种。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述负极活性材料以50:50至95:5的重量比包括所述碳基活性材...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡午秉，禹相昱，金睿利，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：