[发明专利]电极组件以及包含其的锂二次电池

说明书

本发明涉及一种电极组件以及包含其的锂二次电池。所述电极组件通过将两个以上正极和一个以上负极使用隔膜作为其间的边界交替堆叠来构造，最外侧正极分别位于所述电极组件的最外侧相对表面上，所述最外侧正极各自包括正极集电体、形成在所述正极集电体的一个表面上的正极活性材料层，以及形成在所述正极集电体的另一表面上并包含锂氧化物的不可逆材料涂层，并且所述不可逆材料涂层位于所述电极组件的最外侧表面上。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0164085号和2018年11月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0151236号的优先权和权益，通过援引将其全部内容并入本文。

本发明涉及电极组件以及包含其的锂二次电池，更具体地，涉及高能量锂二次电池用电极组件以及包含其的锂二次电池。

背景技术

随着对各种装置的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求显著增加，并且在这种二次电池中，具有高能量密度和电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商品化并广泛使用。

锂二次电池通常使用具有层状晶体结构的含锂的钴氧化物(LiCoO₂)、诸如具有层状晶体结构LiMnO₂、以及具有尖晶石晶体结构的LiMn₂O₄等含锂的锰氧化物或含锂的镍氧化物(LiNiO₂)作为正极活性材料。另外，锂二次电池使用碳基材料作为负极活性材料，并且最近，随着对高能量锂二次电池的需求增加，已考虑使用与有效容量为碳基材料的10倍以上的硅基材料或硅氧化物基材料的混合物。

为了开发符合最近趋势的高能量锂二次电池，需要使用以硅基材料作为负极活性材料的负极。然而，使用硅基材料的负极具有高的不可逆容量，因此，存在低充电/放电效率的问题。

为了克服该问题，已经研究了一种通过应用混合有高容量的不可逆添加剂(例如Li₂O₂)的正极来制造电池的方法。然而，当Li₂O₂通过首次充电分解从而排出氧气时，在相应位置形成空隙，并且由于所形成的空隙，在首次充电后正极的密度降低，因此，存在电池的能量密度降低的问题。

发明内容

技术问题

为了克服在使用将高容量不可逆添加剂与正极活性材料混合而得到的正极的情况下的问题，本发明的示例性实施方式提供了一种电极组件以及包含其的锂二次电池，所述电极组件包括高容量不可逆材料涂层代替正极活性材料层而存在于位于堆叠结构型电极组件的最外部的相对表面上的正极的最外部处。

技术方案

根据本发明的实施方式，电极组件通过将两个以上正极和一个以上负极使用隔膜作为其间的边界而交替堆叠来构造，其中，最外侧正极分别位于所述电极组件的最外侧相对表面上，所述最外侧正极各自包括正极集电体、形成在所述正极集电体的一个表面上的正极活性材料层，以及形成在所述正极集电体的另一表面上并包含锂氧化物的不可逆材料涂层，并且所述不可逆材料涂层位于所述电极组件的最外侧表面上。

这里，除了作为不可逆材料的锂氧化物之外，不可逆材料涂层还可以包括催化剂、导电材料和粘合剂等。

基于不可逆材料涂层的总重量，催化剂、导电材料和粘合剂的含量可分别为10至50重量％，1至20重量％和1至20重量％。

该含量可根据其功能适当地选择。

在这种情况下，锂氧化物可以是Li₂O₂、Li₂O、Li₂NiO₂或其混合物。