制造负极的方法技术

本发明专利技术涉及一种制造负极的方法，所述方法包括：将预备负极浸渍在包含锂有机化合物和预锂化溶剂的预锂化溶液中，和将所述预备负极从所述预锂化溶液中取出，然后除去存在于所述预备负极中的预锂化溶剂，其中所述预备负极包括集电器和设置在所述集电器上的预备负极活性材料层，所述预备负极活性材料层包括负极活性材料，并且锂有机化合物的标准还原电位低于负极活性材料的标准还原电位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造负极的方法
相关申请的交叉引用本申请要求于2018年3月7日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0026991号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。
本专利技术涉及一种制造负极的方法，所述方法包括：将预备负极浸渍在包含锂有机化合物和预锂化溶剂的预锂化溶液中，和将所述预备负极从所述预锂化溶液中取出，然后除去存在于所述预备负极中的预锂化溶剂，其中所述预备负极包括集电器和设置在所述集电器上的预备负极活性材料层，所述预备负极活性材料层包括负极活性材料，并且锂有机化合物的标准还原电位低于负极活性材料的标准还原电位。
技术介绍
由于化石燃料的使用迅速增加，对替代能源或清洁能源的使用的需求日益增加，并且作为这一趋势的一部分，最积极研究的领域是使用电化学反应的发电和储电领域。目前，使用这种电化学能量的电化学装置的典型示例是二次电池，并且其使用范围越来越大。近年来，随着对诸如便携式计算机、移动电话和照相机之类的便携式装置的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求已显著增加。在这些二次电池中，具有高能量密度的锂二次电池，即具有高容量的锂二次电池已经受到了广泛的研究，并且已被商业化并广泛使用。一般而言，二次电池由正极、负极、电解质和隔板构成。其中，负极包括集电器和负极活性材料，并且可包括设置在集电器上的负极活性材料层。为了提高负极的能量密度，使用了诸如硅之类的各种负极活性材料。然而，问题在于：由于高不可逆容量而导致电池的容量降低，并且电池的寿命特性劣化。为了解决上述问题，已经提出了一种预锂化(lithiation)方法，其中首先用锂填充负极的不可逆位置(site)。作为示例，有一种在制备负极活性材料时掺杂锂的方法。然而，由于掺杂锂需要高温，因此可能难以控制锂的掺杂，并且可能存在可加工性和成本方面的问题。因此，需要一种制造负极的方法，所述方法能够解决负极的不可逆容量问题并改善可加工性。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面提供一种制造负极的方法，所述方法能够解决负极的不可逆容量问题并改善可加工性。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供一种制造负极的方法，所述方法包括：将预备负极浸渍在包含锂有机化合物和预锂化溶剂的预锂化溶液中，和将所述预备负极从所述预锂化溶液中取出，然后除去存在于所述预备负极中的预锂化溶剂，其中所述预备负极包括集电器和设置在所述集电器上的预备负极活性材料层，所述预备负极活性材料层包括负极活性材料，并且锂有机化合物的标准还原电位低于负极活性材料的标准还原电位。有益效果根据本专利技术，可以在不需要施加电流的工序的情况下对负极进行预锂化。因此，在制造电池时可以改善可加工性，并且由于预锂化可以改善电池的初始效率。当施加适当量的锂有机化合物时，电池的容量和寿命性质也可以得到改善。附图说明图1是示出根据本专利技术实施方式的制造负极的方法的示意图。具体实施方式在下文中，将更详细地描述本专利技术，以促进对本专利技术的理解。将理解的是，说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应解释为具有常用字典中限定的含义。将进一步理解的是，基于专利技术人可适当地定义词语或术语的含义以最佳地解释本专利技术的原则，这些术语或词语应被解释为具有与本专利技术的技术构思和相关技术的背景下的含义相一致的含义。本文所使用的术语仅出于描述特定示例性实施方式的目的，并不意欲限制本专利技术。单数形式的术语可包括复数形式，除非上下文另外明确指出。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”或“具有”指定存在所述的特征、数量、步骤、元件、或其组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、步骤、元件、或其组合。根据本专利技术实施方式的制造负极的方法包括：将预备负极浸渍在包含锂有机化合物和预锂化溶剂的预锂化溶液中，和将所述预备负极从所述预锂化溶液中取出，然后除去存在于所述预备负极中的预锂化溶剂，其中所述预备负极包括集电器和设置在所述集电器上的预备负极活性材料层，所述预备负极活性材料层包括负极活性材料，并且锂有机化合物的标准还原电位低于负极活性材料的标准还原电位。本专利技术的特征在于：在将负极与正极组装之前，对负极执行预锂化工序。当遵循组装负极和正极(制造电池)、然后将组装好的负极和正极放入预锂化溶液中并向它们施加电流的常规制造工序时，应打开所制造的电池以除去预锂化溶液并引入电解质，从而降低了可加工性。此外，当施加电流时，在负极活性材料层上可能形成过厚的聚合物膜SEI，从而可能会大大增加所制造的负极的电阻。此外，不仅负极被还原，而且正极也被还原，使得电池性能劣化。此外，本专利技术明显不同于通过预锂化溶液对负极活性材料本身进行预锂化的方法。具体地，当将负极活性材料预锂化然后设置在集电器上以制造负极时，负极活性材料之间的电接触被在负极活性材料的每个表面上形成的聚合物膜破坏，从而大大增加了负极的电阻。另一方面，在本专利技术的情况下，由于制造包括负极活性材料的预备负极，然后通过预锂化溶液对预备负极进行预锂化，因此抑制了聚合物膜在负极活性材料彼此直接或间接连接的部分中的形成。于是可以防止负极的电阻过度增加。预备负极可包括集电器和设置在所述集电器上的预备负极活性材料层。集电器没有特别限制，只要其具有导电性且不在电池中引起化学变化即可。例如，可以使用不锈钢、铝、镍、钛、煅烧碳、或经碳、镍、钛、银和类似物之一表面处理过的铝或不锈钢。此外，集电器通常可具有3μm至500μm的厚度，并且可以在集电器表面上形成细微的不规则度以改善活性材料的粘附性。例如，集电器可以以诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫、和无纺布体之类的各种形式来使用。预备负极活性材料层可以设置在集电器上。具体地，预备负极活性材料层可以设置在集电器的一个表面或两个表面上。预备负极活性材料层可包括负极活性材料。作为预备负极活性材料，可以使用能够可逆地嵌入和脱嵌锂的化合物。预备负极活性材料的具体示例可包括：碳基材料，诸如硬碳、软碳、人造石墨、天然石墨、石墨化碳纤维、和无定形碳；可与锂合金化的金属化合物，诸如Si、Al、Sn、Pb、Zn、Bi、In、Mg、Ga、Cd、Si合金、Sn合金和Al合金；可以掺杂和不掺杂锂的金属氧化物，诸如SiOx(0<x<2)、SiO2、SnO2、钒氧化物和锂钒氧化物；或包括金属化合物和碳质材料的复合材料，诸如Si-C复合材料或Sn-C复合材料，并且可以使用它们中的任意一种或它们中的两种或更多种的混合物。具体而言，负极活性材料可以是选自由碳质材料、SiOx(0≤x≤2)、SnO2、Si-C复合材料、和Sn-C复合材料构成的组中的至少一种。此外，低结晶碳、高结晶碳和类似物均可用作碳材料。低结晶碳的典型示例可包括软碳(softcarbon)和硬碳(hardcarbon)，高结晶碳的典型示例可包括不规则的、平面的、片状的、球形的或纤维状的天然石墨或人造石墨、Kish石墨(Kishg本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造负极的方法，所述方法包括：/n将预备负极浸渍在包含锂有机化合物和预锂化溶剂的预锂化溶液中；和/n将所述预备负极从所述预锂化溶液中取出，然后除去存在于所述预备负极中的所述预锂化溶剂，其中/n所述预备负极包括集电器和设置在所述集电器上的预备负极活性材料层，/n所述预备负极活性材料层包括负极活性材料，并且/n所述锂有机化合物的标准还原电位低于所述负极活性材料的标准还原电位。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180307 KR 10-2018-00269911.一种制造负极的方法，所述方法包括：
将预备负极浸渍在包含锂有机化合物和预锂化溶剂的预锂化溶液中；和
将所述预备负极从所述预锂化溶液中取出，然后除去存在于所述预备负极中的所述预锂化溶剂，其中
所述预备负极包括集电器和设置在所述集电器上的预备负极活性材料层，
所述预备负极活性材料层包括负极活性材料，并且
所述锂有机化合物的标准还原电位低于所述负极活性材料的标准还原电位。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述锂有机化合物包括选自由正丁基锂、三乙基硼氢化锂、氢化铝锂、四氢铝酸锂、甲基锂、仲丁基锂、异丙基锂、叔丁基锂和苯基锂构成的组中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述锂有机化合物以0.01M至5.00M的浓度被包括在所述预锂化溶液中。

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡午秉，禹相昱，金帝映，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR