[发明专利]锂二次电池用锂金属的预处理方法

说明书

本发明涉及一种锂二次电池用锂金属的预处理方法，所述方法包括：通过对电池进行放电而去除在锂金属上形成的表面氧化物膜的剥离步骤；和通过对所述电池进行充电而在所述剥离步骤中已经去除了所述表面氧化物膜的所述锂金属上补充锂金属的镀敷步骤。

技术领域

本申请要求基于2018年7月25日提交的韩国专利申请号10-2018-0086474的优先权的权益，该韩国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

本发明涉及一种锂二次电池用锂金属的预处理方法。更具体地，本发明涉及一种锂二次电池用锂金属的预处理方法，其包括作为电化学抛光技术的剥离步骤和镀敷步骤。

背景技术

随着技术的发展和对移动装置的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求在迅速增加。在这样的二次电池中，显示出高能量密度和工作电位并且具有低的自放电率的锂二次电池是市售的。

锂金属二次电池是第一种市售的锂二次电池，其使用锂金属作为负极。然而，由于电池的体积膨胀、容量和能量密度的逐渐降低、由于枝晶的连续生长而导致的短路、循环寿命缩短以及由于在锂金属负极表面上形成的锂枝晶而引起的电池稳定性的问题(爆炸和起火)，因此锂金属二次电池在它们被商业化后仅几年就停产了。因此，代替锂金属，使用了更稳定并且可以将锂以离子状态储存在网格或空隙空间中的碳类负极。通过使用所述碳类负极，锂二次电池的商业化和普及已经得到了切实的进展。

到目前为止，锂二次电池主要由碳类或非碳类负极材料构成，并且大多数负极材料的开发集中在碳类(石墨、硬碳、软碳等)和非碳类(硅、锡、钛氧化物等)材料上。然而，碳类材料具有不超过400mAh/g的理论容量，而非碳质材料是具有大于1000mAh/g的理论容量的材料，但是具有在充电和放电期间体积膨胀和性能下降的问题。

另一方面，近年来，中型或大型锂二次电池已经被启用，并且因此，需要高容量和高能量密度特性，但是现有的碳类或非碳类负极材料在满足该性能方面具有局限性。

因此，近来，已经积极地进行了如在锂空气电池中重新使用锂金属的研究，并且同时，对锂金属二次电池的关注再次上升。锂非常轻并且具有实现高于3800mAh/g的理论容量的优异能量密度的潜力。

然而，为了应用锂金属作为二次电池的负极材料，存在许多要克服的问题。首先，在锂金属的情况下，在反应过程中体积变化大并且由于与电解液的副反应而可显示出低效率特性。为了解决这些问题，正在进行研究以通过开发和应用用于保护锂金属的原位SEI层或非原位钝化层来改善锂金属的效率。

此外，在锂金属的表面上可以自然地形成诸如Li₂O和Li₂CO₃的表面氧化物膜(原生层)。由于这样的表面氧化物膜的存在，因此在反应过程中在锂金属的表面上发生不均匀的反应，从而导致低效率特性。为了控制这些问题，可以通过使用如以下非专利文献1中所示的机械抛光技术来物理地去除表面氧化物膜而在锂金属的表面上引起均匀的反应。然而，这样的机械抛光技术非常易于引起第二个问题，即在刷磨过程本身中锂金属的表面会不均匀地形成，或在电池的组装工序中会发生再氧化。因此，在本领域中需要一种能够通过弥补所述机械抛光技术的缺点而有效去除表面氧化物膜的新技术。

[现有技术文献]

[非专利文献]

(非专利文献1)Ryou,M.H.等,Mechanical Surface Modification of LithiumMetal:Towards Improved Li Metal Anode Performance by Directed Li Plating(锂金属的机械表面改性：通过定向锂镀敷来改善锂金属阳极性能),Adv.Funct.Mater.,2015,25,834-841。

发明内容

【技术问题】