制造负极的方法技术

提供了一种制造负极的方法，包括：提供其上卷绕有负极结构的负极辊，所述负极结构包括负极集电器、形成在所述负极集电器的一侧上的第一负极活性材料层、和形成在所述负极集电器的另一侧上的第二负极活性材料层；制备预锂化浴槽，所述预锂化浴槽包括浸渍区段和预锂化区段，且包含预锂化溶液，其中所述浸渍区段和所述预锂化区段被分开且被顺序提供；从所述负极辊展开所述负极结构，将所述负极结构移动至所述浸渍区段，并用所述预锂化溶液浸渍所述负极结构；和通过将所述负极结构从所述浸渍区段移动至所述预锂化区段而预锂化所述负极结构，其中所述预锂化通过在所述预锂化区段中对所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层交替电化学充电来实施。层交替电化学充电来实施。层交替电化学充电来实施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造负极的方法


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求在2020年3月27日递交的韩国专利申请第10
‑
2020
‑
0037695号的优先权和权益，通过引用将其公开内容整体并入本文中。

[0003][0004]本专利技术涉及一种制造负极的方法。

技术介绍

[0005]随着近来诸如移动电话、笔记本计算机、和电动汽车之类的使用电池的电子装置和类似者的迅速传播，对于小型、轻量、和相对高容量的二次电池的需求正迅速增加。特别是，锂二次电池因其轻量和高能量密度而作为用于便携式装置的驱动电源受到关注。因此，已有积极的研发努力来改善锂二次电池的性能。
[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、和类似者。除此之外，在正极和负极中，包括正极活性材料或负极活性材料的活性材料层可形成在集电器上。一般而言，诸如LiCoO2、LiMn2O4、或类似者之类的含锂金属氧化物被用作正极中的正极活性材料，并相应地，不含锂的碳基材料或硅基材料被用作负极中的负极活性材料。
[0007]在这种负极的情况下，诸如固体电解质界面层(solid electrolyte interface layer,SEI layer)之类的钝化膜在初始充电期间形成在负极表面上，并且该钝化膜通过防止有机溶剂渗透至负极中并抑制有机溶剂的分解反应而改善了负极结构的老化和负极的可逆性，并因此使其可在负极中应用。然而，由于钝化膜的形成是不可逆反应，因而导致了锂离子的消耗，造成电池容量的降低，并且随着电池循环的重复，锂离子被消耗，并且容量和循环寿命降低。
[0008]因此，已发展了用于在负极表面上预先形成钝化膜并因此防止容量降低和改善循环寿命的负极预锂化(pre
‑
lithiation)方法(即，锂嵌入上述的负极中)。
[0009]例如，诸如使锂与负极结构接触以将锂扩散至负极结构中或将负极结构放置在含锂盐的溶液中并在利用锂金属作为对电极的同时对该负极结构电化学充电之类的预锂化方法是已知的。
[0010]韩国专利注册第10
‑
0291067号公开了一种预锂化碳负极的方法和利用该预锂化负极制造锂二次电池的方法。
[0011][现有技术文献][0012][专利文献][0013]韩国专利注册第10
‑
0291067号

技术实现思路

[0014]技术问题
[0015]本专利技术有关提供一种制造负极的方法，在该方法中，在两侧上包括负极活性材料层的负极结构以辊对辊(roll
‑
to
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roll)的方式被预锂化，其中这两个负极活性材料层被预锂化至相同程度，实现了均匀且稳定的预锂化，改善了负极质量的均匀性，并且改善了负极的初始效率和寿命特性。
[0016]技术方案
[0017]本专利技术的一个方面提供了一种制造负极的方法，包括：提供其上卷绕有负极结构的负极辊，所述负极结构包括负极集电器、形成在所述负极集电器的一侧上的第一负极活性材料层、和形成在所述负极集电器的另一侧上的第二负极活性材料层；制备预锂化浴槽，所述预锂化浴槽包括浸渍区段和预锂化区段，且包含预锂化溶液，其中所述浸渍区段和所述预锂化区段被分开且被顺序提供；从所述负极辊展开所述负极结构，将所述负极结构移动至所述浸渍区段，并用所述预锂化溶液浸渍所述负极结构；和通过将所述负极结构从所述浸渍区段移动至所述预锂化区段而预锂化所述负极结构，其中所述预锂化是通过在所述预锂化区段中对所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层交替地进行电化学充电来实施的。
[0018]有益效果
[0019]本专利技术的制造负极的方法的特征在于在两侧上包括负极活性材料层的负极结构随着这两个负极活性材料层被交替地电化学充电而以辊对辊的方式被预锂化。当负极结构以辊对辊(roll
‑
to
‑
roll)的方式行进时，设备会震动，使得两个负极活性材料层以不平衡的方式被预锂化，并且负极结构可能扭曲，因为锂离子特别集中在其中的一个负极活性材料层中。然而，当使用本专利技术的制造负极的方法时，由于对两个负极活性材料层交替进行电化学充电，因而这两个负极活性材料层被预锂化至相同的程度，并因此均匀且稳定的预锂化是可能的。因此，使用本专利技术的制造负极的方法制造的负极具有更均匀的质量和改善的初始效率和寿命特性。
附图说明
[0020]图1是示意性图解本专利技术的制造负极的方法的图示。
[0021]图2是示意性图解本专利技术的制造负极的方法的图示。
具体实施方式
[0022]本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应被解读为受限于常用含义或字典中的含义，而是基于专利技术人为了以最佳方式描述其专利技术而可以适当定义术语的概念的原则，这些术语和词语应当用与本专利技术的技术精神一致的含义和概念进行解释。
[0023]用于本说明书中的这些术语已仅用于描述示例性实施方式的目的，且并非意图限制本专利技术。单数的表述包括复数的表述，除非语境另有明确说明。
[0024]要理解的是，诸如“包括”、“包括有”、“包含”、“包含有”、“具有”、或“有”之类的术语，在用于本说明书中时，指定声称的特征、数量、步骤、部件、或其组合的存在，且并未排除一个或多个其他特征、数量、步骤、部件、或其组合的存在或添加的可能性。
[0025]在本说明书中，平均粒径(D
50
)可被定义为在粒径分布曲线中对应50％累积体积的粒径。平均粒径(D
50
)可利用例如激光衍射法(laser diffraction method)来测量。激光衍射法通常允许测量从亚微米(submicron)级别变化到数个mm的粒径，并且可产生具有高可再现性和高分辨率的结果。
[0026]在下文中，将详细地描述本专利技术。
[0027]<制造负极的方法>
[0028]本专利技术涉及一种制造负极的方法，且更具体地，涉及一种制造用于锂二次电池的负极的方法。
[0029]本专利技术的制造负极的方法包括：提供其上卷绕有负极结构的负极辊，所述负极结构包括负极集电器、形成在所述负极集电器的一侧上的第一负极活性材料层、和形成在所述负极集电器的另一侧上的第二负极活性材料层；制备预锂化浴槽，所述预锂化浴槽包括浸渍区段和预锂化区段，且包含预锂化溶液，其中所述浸渍区段和所述预锂化区段被分开且被顺序提供；从所述负极辊展开所述负极结构，将所述负极结构移动至所述浸渍区段，并用所述预锂化溶液浸渍所述负极结构；和通过将所述负极结构从所述浸渍区段移动至所述预锂化区段而预锂化所述负极结构，其中所述预锂化通过在所述预锂化区段中对所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层交替电化学充电来实施。
[0030]在以辊对辊(roll
‑
to
‑
roll)的方式预锂化在两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造负极的方法，包括：提供其上卷绕有负极结构的负极辊，所述负极结构包括负极集电器、形成在所述负极集电器的一侧上的第一负极活性材料层、和形成在所述负极集电器的另一侧上的第二负极活性材料层；制备预锂化浴槽，所述预锂化浴槽包括浸渍区段和预锂化区段，且包含预锂化溶液，其中所述浸渍区段和所述预锂化区段被分开且被顺序提供；从所述负极辊展开所述负极结构，并将所述负极结构移动至所述浸渍区段，并用所述预锂化溶液浸渍所述负极结构；和通过将所述负极结构从所述浸渍区段移动至所述预锂化区段而预锂化所述负极结构，其中所述负极结构的预锂化是通过在所述预锂化区段中对所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层交替地进行电化学充电来实施的。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述负极结构的预锂化通过下述来实施：将面向所述第一负极活性材料层且与所述第一负极活性材料层间隔开的第一锂金属对电极和面向所述第二负极活性材料层且与所述第二负极活性材料层间隔开的第二锂金属对电极设置在所述预锂化区段中；通过第一电化学充电器/放电器将所述第一负极活性材料层和所述第一锂金属对电极连接，并通过第二电化学充电器/放电器将所述第二负极活性材料层和所述第二锂金属对电极连接；和交替运行所述第一电化学充电器/放电器和所述第二电化学充电器/放电器，以对所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层交替地进行电化学充电。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述负极结构的预锂化是通过在所述预锂化区段中在两个或更多个循环中对所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层交替地进行电化学充电来实施的，其中，在一个循环中，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被进行了一次电化学充电。4.根据权利要求1所述的方法，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被交替地电化学充电0.1...

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