[发明专利]包括具有形成在其上的导电层的隔板的电极组件和包括该电极组件的电池电芯

说明书

本发明涉及一种电极组件，包括具有形成在正极集电器的至少一个表面上的正极混合物层的正极；具有形成在负极集电器的至少一个表面上的负极混合物层的负极；和插置在所述正极和所述负极之间的隔板，其中所述负极混合物层包括硅活性材料，导电层形成在所述隔板的至少一个表面上，并且所述导电层的厚度大于所述硅活性材料的D50颗粒尺寸的50％；和包括其的电池电芯。

技术领域

本申请要求在2020年9月11日递交的韩国专利申请第2020-0116731号的优先权权益，其公开内容通过引用以其整体并入本文中。

本发明涉及一种包括具有形成在其上的导电层的隔板的电极组件和包括该电极组件的电池电芯。更具体地，本发明涉及一种包括具有导电层的隔板的电极组件，所述导电层形成在所述隔板上以弥补由作为二次电池因其充电和放电而膨胀和收缩的结果的负极混合物层断裂导致的导电网络的短路；和包括该电极组件的电池电芯。

背景技术

锂二次电池可通过将包括正极、负极、和插置在正极和负极之间的隔板的电极组件放置在金属罐或由层压片制成的壳体中并将电解质溶液注入该金属罐或该壳体中来制造。

已持续地进行了增加锂二次电池的每单位体积的能量密度的研究。在石墨被用作负极活性材料的情况下，使用了增加负极混合物层的厚度的方法。在这种情况下，发生了负极混合物断裂的问题、在涂布时发生膨胀的问题、和负极混合物层与集电器分离的问题。

在用高容量硅(Si)材料取代负极活性材料中的一些的情况下，可减小电极混合物层的厚度，由此可解决以上问题。

硅在充电和放电过程期间膨胀和收缩的程度高于其他材料。出于这一原因，负极混合物层中容易形成裂纹，并且负极混合物层中的导电网络发生短路。这种现象增加了电池电芯的电阻。

专利文献1涉及一种能够即使在高电压被施加至电池的过充电状态下也能够防止短路或爆炸的包括具有高安全性的非水电解液的二次电池，其公开了具有形成在其上的导电层的隔板，其中该导电层具有预定范围的电阻率。

专利文献1识别出防止过充电的效果，但并未建议对于在使用硅活性材料的负极处形成枝晶的问题和由硅活性材料的过膨胀和过收缩导致的问题的解决方案。

专利文献2涉及一种使用具有被施加于其的导电层的隔板的锂二次电池，其公开了防止具有高反应性的枝晶金属锂被切断和从负极分离的技术。

专利文献2并未意识到在使用硅负极时导致的问题，且并未建议对于以上问题的解决方案。

尚未提出对于防止作为在如上所述使用膨胀和收缩的程度大的硅负极的情况下负极混合物层断裂或破裂的结果的电池电芯性能劣化的有效解决方案。

(现有技术文献)

(专利文献1)韩国专利申请公开第2012-0062713号(2012.06.14)

(专利文献2)韩国专利申请公开第1999-010035号(1999.02.05)

发明内容

技术问题

已就以上问题做出本发明，并且本发明的发明目的在于提供一种包括具有导电层的隔板的电极组件，所述导电层形成在所述隔板的表面上以便包裹从负极混合物层表面突出的硅活性材料从而防止导电网络因包括该硅活性材料的负极的过膨胀和过收缩而断裂；和包括该电极组件的电池电芯。

技术方案

为实现以上发明目的，根据本发明的电极组件包括具有形成在正极集电器的至少一个表面上的正极混合物层的正极；具有形成在负极集电器的至少一个表面上的负极混合物层的负极；和插置在所述正极和所述负极之间的隔板，其中所述负极混合物层包括硅活性材料，导电层形成在所述隔板的至少一个表面上，并且所述导电层的厚度大于所述硅活性材料的D50颗粒尺寸的50％。