二次电池用负极制造技术

本发明专利技术涉及二次电池用负极。本发明专利技术的二次电池用负极包含负极集电器和与负极集电器表面的至少一部分结合的负极活性材料。所述负极集电器上形成有多个防分层集流槽，其中结合有所述负极活性材料。所述负极活性材料形成在防分层集流槽的内表面上，从而在充放电期间在防分层集流槽中形成其中形成有物质扩散层的空间部。

Negative electrodes for secondary batteries

The invention relates to a negative electrode for secondary batteries. The negative electrode for the secondary battery of the present invention comprises a negative collector and a negative active material combined with at least a part of the surface of the negative collector. A plurality of anti-stratification collector grooves are formed on the negative collector, in which the negative active material is combined. The negative active material is formed on the inner surface of the anti-stratification collector, thereby forming a space part with a material diffusion layer in the anti-stratification collector during charging and discharging.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用负极相关申请的交叉引用本申请要求2016年10月14日提交的韩国专利申请10-2016-0133470号以及2016年10月11日提交的韩国专利申请10-2017-0129710号的优先权权益，在此通过援引将其整体并入。
本专利技术涉及二次电池用负极。
技术介绍
不同于一次电池，二次电池可充电，而且紧凑尺寸和高容量的可能性高。因此，近来进行了许多关于二次电池的研究。随着技术发展和对移动设备需求的增加，对于作为能量源的二次电池的需求快速增加。根据电池盒的形状，二次电池被分为硬币型电池、圆柱型电池、方型电池和袋型电池。在此类二次电池中，安装于电池盒中的电极组是具有电极和隔膜堆叠的结构的可充放电的发电器件。电极组可以大致分为：卷芯型电极组，其中隔膜间插在正极和负极(其各自提供为用活性材料涂布的片材的形式)之间，然后将正极、隔膜和负极卷绕；堆叠型电极组，其中多个正负极与其间的隔膜依次堆叠；和堆叠/折叠型电极组，其中堆叠型单元电芯与具有较长长度的分隔膜一起卷绕。当锂金属用于二次电池的负极时，可能出现以下问题。锂金属具有与电解质成分的高反应性。因此，当电解质和锂金属彼此接触时，电解质可能自发分解，而在锂金属表面形成钝化层。随着锂金属电池的连续充放电的进行，钝化层可能分层并脱落。因此，钝化层可能另外在因上述现象产生的间隙中生成，形成所谓的“死锂(Li)”，由此使电池的使用寿命特性劣化。此外，当钝化层的分层和脱落反复发生时，在进行充放电时可能出现电流密度的局部差异而使电流不均匀地分配，而且形成具有树脂相的锂枝晶。此外，当如上所述形成的枝晶连续生长而穿过隔膜与正极接触时，可能发生内部短路而使电池爆炸。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面在于提供二次电池用负极，其能够在使电池充放电的同时，使电池寿命缩短的现象最小化。技术方案本专利技术的实施方式的二次电池用负极包含：负极集电器，和与负极集电器表面的至少一部分结合(integrate)的负极活性材料，其中，所述负极集电器具有多个防分层集流槽，该负极活性材料与该防分层集流槽结合，并且所述负极活性材料置于各个防分层集流槽的内表面上，从而在充放电期间限定出形成钝化层的空间部。有利效果根据本专利技术，可以结合负极活性材料，以便在负极中形成的防分层集流槽中形成其中形成了钝化层的空间部，以防止该钝化层分层。因此，可以防止电池的寿命缩短。特别是，由锂金属制成且通过充放电形成于负极活性材料表面上的钝化层可以由防分层集流槽的内壁支持，从而防止钝化层分层。因此，当反复进行充放电时，可以防止反复发生钝化层的脱落和生成。因此，可以防止随钝化层的脱落和生成的反复发生而不均匀地生长的死锂生成。结果，可以防止电池电阻的增加和循环效率的劣化。另外，由于避免了枝晶连续生长，可以防止因枝晶因穿过隔膜与正极接触而发生短路，由此防止电池因内部短路而爆炸。附图说明图1是根据本专利技术的实施方式应用了二次电池用负极的二次电池的分解透视图。图2是本专利技术的实施方式的二次电池用负极的部分截面图。图3是示出了在本专利技术的实施方式的二次电池用负极上设置物质扩散层(massdiffusionlayer)的状态的部分截面图。图4是示出了本专利技术的实施方式的二次电池用负极的实例的部分平面图。图5是示出了本专利技术的实施方式的二次电池用负极的另一实例的部分平面图。图6是本专利技术的另一实施方式的二次电池用负极部分截面图。具体实施方式由以下详细描述结合附图，本专利技术的目的、具体优点和新颖特性将变得更为显而易见。应该注意，尽可能用相同的数字对本说明书的附图的要素添加附图标记，即使其在其它图中示出也如此。此外，本专利技术可以以不同形式来实施，且不应认为受限于本文所叙述的实施方式。在对本专利技术的以下描述中，将省略可能不必要地使本专利技术的主旨不清楚的相关技术的具体描述。图1是根据本专利技术的实施方式应用了二次电池用负极的二次电池的分解透视图，且图2是本专利技术的实施方式的二次电池用负极的部分截面图。参考图1和图2，本专利技术的实施方式的二次电池用负极10包含负极集电器11和与负极集电器11结合的负极活性材料12。下文中，将参考图1至5对本专利技术的实施方式的二次电池用负极进行更详细的描述。参考图1，应用了本专利技术的实施方式的二次电池用负极的二次电池100包含电极组120和电池盒110，电池盒110包含收纳电极组120的收纳部111。电极组120可以是可充放电的发电元件，且具有电极30和隔膜40组合并交替堆叠的结构。电极30可以包含正极20和负极10。此处，电极组120可以具有正极20/隔膜40/负极10交替堆叠的结构。此处，隔膜40可以置于正极20和负极10之间，且置于正极20外侧和负极10外侧。此处，隔膜40可以被设置为环绕整个电极组110，该电极组110中堆叠着正极20/隔膜40/负极10。隔膜40由绝缘材料制成，以使正极20与负极10电绝缘。此处，隔膜由例如具有微孔的聚烯烃类树脂膜如聚乙烯或聚丙烯制成。电极组100可以包含电极引线50。此处，电极引线50可以与电极30的侧表面电连接。图3是示出了在本专利技术的实施方式的二次电池用负极上设置有钝化层的状态的部分截面图。更详细而言，参考图2和3，负极10可以包含负极集电器11和与负极集电器11结合的负极活性材料12。负极集电器11可以由例如包含铜(Cu)材料的箔制成。此外，负极集电器11可具有多个防分层集流槽13，负极活性材料12与防分层集流槽13结合。负极活性材料12可以与负极集电器11表面的至少一部分结合。此外，负极活性材料12可以由例如锂(Li)金属材料制成。此外，负极活性材料12可以置于防分层集流槽13的内表面上，从而在进行充放电的同时在防分层集流槽13中限定形成钝化层S的空间部13a。此处，钝化层可以是固体电解质中间相(SEI)。特别是，负极活性材料12置于防分层集流槽13的下部，而空间部13a可以限定在防分层集流槽13中设置有负极活性材料12的部分以外的部分。因此，在充放电期间形成于防分层集流槽13的空间部13a中的钝化层S可以得到支持，而防止从防分层集流槽13的内表面上分层。即，钝化层S的两侧均可由置于防分层集流槽13的内侧表面上的内壁14支持，以防止钝化层S分层。因此，置于负极活性材料12的表面上的钝化层S可以充当防止还原反应进一步发生的动力学屏障，以显著防止或降低电池寿命的缩短。特别是，可以使因钝化层S的反复脱落和生成而产生的死锂和多孔层堆叠，以防止电池的电阻增加并防止循环寿命缩短。在本专利技术的实施方式的二次电池用负极中，钝化层S可以置于防分层集流槽13中形成的负极活性材料12的外表面上。因此，钝化层S可以从充放电初始阶段开始就设置在负极活性材料12的外表面上，从而更有效地防止电池寿命缩短。在本专利技术的实施方式的二次电池用负极中，当防分层集流槽13的宽度为A且防分层集流槽13之间的距离为B时，可以满足以下条件表达式。0.5<A/B<10(1)当数值小于满足条件表达式(1)的范围时(即，A/B的值小于0.5)，负极集电器11的侧表面的柔性可能劣化。即，当钝化层S在充放电期间收缩和扩张而同时负极集电器11中限定的防分层集流槽13的内壁14的柔性劣化时，内壁14可能不会收缩和扩张，从而使钝化层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池用负极，其包含：负极集电器；和与所述负极集电器的表面的至少一部分结合的负极活性材料，其中，所述负极集电器具有多个防分层集流槽，所述负极活性材料与所述防分层集流槽结合，并且所述负极活性材料置于各个所述防分层集流槽的内表面上，从而在充放电期间限定出形成钝化层的空间部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.14 KR 10-2016-0133470;2017.10.11 KR 10-2011.一种二次电池用负极，其包含：负极集电器；和与所述负极集电器的表面的至少一部分结合的负极活性材料，其中，所述负极集电器具有多个防分层集流槽，所述负极活性材料与所述防分层集流槽结合，并且所述负极活性材料置于各个所述防分层集流槽的内表面上，从而在充放电期间限定出形成钝化层的空间部。2.如权利要求1所述的负极，其中，所述负极活性材料置于所述防分层集流槽的底部，所述空间部限定在所述防分层集流槽中的设置有所述负极活性材料的部分以外的部分，且在充放电期间在所述防分层集流槽的所述空间部中形成的钝化层得到支持而防止从所述防分层集流槽的内壁上分层。3.如权利要求2所述的负极，其中，当所述防分层集流槽的宽度为A且所述多个防分层集流槽之间的距离为B时，满足以下条件表达式：0.5<A/B<10。4.如权利要求2所述的负极，其中，当所述防分层集流槽的深度为C且所述负极集电器的总厚度为E时，满足以下条件表达式：0.2<C/E<0.8。5.如权利要求2所述的负极，其中，当所述防分层集流槽的所述空间部的深度为D时，满足以下条件表达式：0.05μm<D。6.如权利要求2所述的负极，其中，当所述防分层集流槽的宽度为A，所述多个防分层集流槽之间的距离为B，所述防分层集流槽的深度为C，且所述负极集电器的总厚度为E时，满足以下条件表达式：0.05μm<D，0.2<C...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹珍铉，尹泫雄，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR