[发明专利]具有改进的寿命特性的锂金属二次电池

说明书

本发明涉及一种锂金属二次电池，其包括正极、负极和插入在正极和负极之间的隔膜，其中，所述锂金属二次电池还包括插入在负极和隔膜之间的保护层，该保护层包括添加到其中的添加剂，该添加剂是六方氮化硼(BN)薄片与具有含硫(S)阴离子基团和氟(F)的离聚物的混合物。

技术领域

本申请要求于2018年4月6日在韩国递交的韩国专利申请No.10-2018-0040566的优先权。本发明涉及锂金属二次电池。更具体而言，本发明涉及通过向保护层或固体电解质中添加特定添加剂而能够提供改进的寿命特性的锂金属二次电池。

背景技术

随着电气、电子、通信和计算机行业的快速发展，对高容量电池的需求日益增长。为了满足这样的需求，使用锂金属或锂合金作为具有高能量密度的负极的锂金属二次电池受到了很多关注。

锂金属二次电池是指使用锂金属或锂合金作为负极的二次电池。锂金属具有0.54g/cm³的低密度以及-3.045V(SHE：基于标准氢电极)的明显较低的标准还原电位，因此作为高能量密度电池的电极材料而备受关注。

在这样的锂金属二次电池中，锂枝晶会生长在负极表面上。由于这种枝晶显著影响电池的寿命特性和安全性，因此在开发电池方面存在许多限制。

为了抑制枝晶的生长，已进行了各种尝试。一种尝试是将保护层直接施加到锂金属二次电池的负极上以抑制枝晶的生长。

然而，存在如下问题：由于这种保护层的形成，正极和负极之间的离子传输性可能降低。

发明内容

[技术问题]

本发明旨在解决相关技术的问题，因此，本发明旨在提供一种通过向负极保护层或固体电解质中加入添加剂而提供具有改进的寿命特性的锂金属二次电池，所述添加剂是非导电性的六方氮化硼(BN)薄片与具有含硫(S)阴离子基团和氟(F)的离聚物的混合物。

[技术方案]

在本发明的一个方面中，提供了一种锂金属二次电池，其包括：正极，负极，和插入在正极和负极之间的隔膜，其中，所述锂金属二次电池还包括插入在负极和隔膜之间的保护层，所述保护层包含添加到其中的添加剂，所述添加剂是六方氮化硼(BN)薄片与具有含硫(S)阴离子基团和氟(F)的离聚物的混合物。

这里，保护层可以是多孔聚合物层、无机层或多孔聚合物层与无机层的层叠体。

在此，多孔聚合物层可以包括选自由聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯-三氯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙基己酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏二氟乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚芳酯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰乙基支链淀粉、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、支链淀粉和羧甲基纤维素组成的组中的任一种，或其中两种以上的混合物。