[发明专利]包含氧化的集流体的锂二次电池用负极及其制造方法

说明书

本发明涉及一种锂二次电池用负极，该负极包括负极集流体和通过涂布在所述负极集流体的至少一个表面上的亲锂材料(LPM)，其中，所述亲锂材料包含金属或金属氧化物中的至少一种，其为涂布在所述负极集流体上的涂布材料的氧化产物，并且在所述负极集流体的涂布有所述亲锂材料的表面上形成有氧化物层。

技术领域

本申请要求于2020年4月27日提交的韩国专利申请2020-0050794号的优先权，其公开内容通过引用完整合并于此。

本发明涉及一种包含氧化的集流体的锂二次电池用负极及其制造方法，更具体而言，涉及一种锂二次电池用负极及其制造方法，所述负极被配置成将亲锂材料引至负极集流体的表面以扩大负极集流体的表面上发生锂镀覆的部分，由此可以防止在负极的特定部分形成锂枝晶。

背景技术

可重复使用且具有高能量密度的锂二次电池作为一种具有环保特性的新能源而受到关注，这是因为锂二次电池不仅显著减少了化石燃料的使用，而且不因使用能源而产生副产物。

锂二次电池作为适用于可穿戴设备或便携式设备的具有高能量密度的电源以及作为电动车辆的高输出电源而备受关注。结果，对具有高工作电压和高能量密度的锂二次电池的研究更加活跃。

锂二次电池的工作电压和能量密度可以根据电极活性材料的种类、电解液的种类和电极合剂层的负载量而改变。锂钴复合氧化物或含锂的锰复合氧化物用作正极活性材料，锂金属、碳基材料或硅用作负极活性材料。锂金属具有能量密度高的优点，但存在锂金属与空气中的水分反应生成LiOH、Li₂O、Li₂CO₃等副产物的问题。

锂金属与电解液反应产生的副产物可能会大大降低电池的性能，并可能导致内部短路。

此外，在使用锂金属作为负极的情况下，在电池的充放电过程中，锂金属的表面会形成锂枝晶。在锂枝晶生长并穿透隔膜的情况下，锂二次电池的寿命可能会降低，并且可能会出现与安全相关的致命问题。例如，可能发生微短路。

在专利文献1中，公开了一种锂聚合物二次电池，其配置为在锂金属的表面形成使用了二丙烯酸系单体的交联聚合物保护薄膜，以提高锂金属负极的安全性，由此可以改善锂金属电极和聚合物电解质之间的界面特性。

然而，由于电池驱动的结果，保护薄膜容易从电极表面剥离，因此难以充分获得防止锂枝晶生长的效果。

专利文献2公开了一种锂二次电池用电极，其在集流体和保护层之间具有含锂金属的电极活性材料层，该保护层含有热传导性材料，其中充电和放电时热量均匀分布在电极表面，由此使锂枝晶均匀生长。

但是，专利文献2没有解决锂枝晶在负极的面向正极的表面上生长而发生微短路的问题。如上所述，尽管具有高能量密度和高电压的优点，但由于锂枝晶的生长，锂金属负极仍未应用于相关领域。

现有技术文献

(专利文献1)韩国已登记专利公报第0425585号(2004.03.22)

(专利文献2)韩国专利申请公报第2019-0013630号(2019.02.11)

发明内容

[技术问题]

鉴于上述问题而完成了本发明，本发明的目的是提供一种锂二次电池用负极及其制造方法，该负极被配置为使通过涂布而形成在负极集流体上的涂布材料氧化，从而防止由于在负极表面的特定部分生长的锂枝晶与正极接触而导致的短路发生。

[技术方案]