[发明专利]制备用于锂二次电池的负极的方法

说明书

本发明提供一种制备用于锂二次电池的负极的方法，包括：在负极集电器上形成包含负极活性材料的负极混合物层；将锂金属粉末布置在所述负极混合物层的至少一部分上；压制其上布置有所述锂金属粉末的所述负极混合物层；用第一电解质溶液润湿压制的所述负极混合物层；以及干燥湿润的所述负极混合物层。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月25日递交的韩国专利申请第10-2018-0009254号的优先权及权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种制备用于锂二次电池的负极的方法。更具体而言，本发明涉及一种包括预锂化工序的制备用于锂二次电池的负极的方法。

背景技术

随着各种装置的技术发展和需求增加，对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加，而在二次电池中，锂二次电池具有高能量密度、高电压、长循环寿命和低自放电率，其已被商业化并广泛使用。

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的LiMnO₂或具有尖晶石晶体结构的LiMn₂O₄之类的含锂的锰氧化物、或者含锂的镍氧化物(LiNiO₂)作为正极活性材料。除此之外，作为负极活性材料，通常使用碳基材料，并且近来，由于对高容量二次电池的需求日渐增加，因而已建议将具有比碳基材料高出至少10倍的有效容量的硅基材料或硅氧化物基材料与碳基材料组合使用。

然而，锂二次电池具有各种问题，并且这些问题中的一些涉及负极的制备和操作特性。

例如，在碳基负极活性材料的情况下，由于固体电解质界面(solid electrolyteinterface：SEI)层(layer)在初始充电/放电(活化)期间化成在负极活性材料的表面上，因而可能发生初始不可逆现象，而且也可能发生在持续的充电/放电期间破坏SEI层、以及在再生期间因耗尽电解质溶液而导致的降低电池容量的问题。

此外，由于硅基材料表现出高容量，但随着循环的进行却具有300％或更大的体积膨胀率，导致电阻的升高以及与电解质的副反应，因而可能加重由化成SEI层导致的问题，例如，对于电极结构的破坏。

与硅基材料相比，由于硅氧化物基材料具有低体积膨胀率以及优异的耐久性和寿命特性，因而它也可被考虑用作负极活性材料。然而，由于在充电期间SEI层的化成以及因在活性材料中生成的氧所致的Li₂O，硅氧化物基材料也具有高初始不可逆性的问题。

为了解决这些问题，对于通过执行硅氧化物基材料的预锂化(pre-lithiation)来用氧化锂取代由高不可逆容量所致的硅氧化物基材料中的氧的方法正在积极进行中。尽管通过降低硅氧化物基材料的初始不可逆性延长了寿命，但这一方法在用锂源的硅氧化物基材料的预锂化中生成大量的副产物，并几乎仅在硅氧化物基材料的表面上生成氧化锂，并因此，限制了降低不可逆性。

近来，为解决这一问题，已尝试藉由通过将负极放入含锂源的溶液中并向其施加电流来实现的预锂化(pre-lithiation)彻底地降低早期不可逆性、并藉此来增强循环特性，但这一尝试失败了，而且也没有提出用于上述问题的替代选项。

[现有技术文献]

[专利文献]

韩国未审专利申请公开第10-2012-0092529号。

发明内容

技术问题

本发明涉及提供一种能够增强快速充电/放电特性和寿命特性的制备用于锂二次电池的负极的方法。