制造二次电池的方法技术

本发明专利技术提供了一种制造二次电池的方法，该方法包括如下步骤：形成电极组件，该电极组件包含含有硅系活性材料的负极、面对负极的正极、以及夹设于负极和正极之间的隔膜；将电解质注入电极组件中来浸渍电极组件；通过在将浸渍的电极组件加压的同时，在至少一次循环中通过第一充放电进行活化；将活化的电极组件在充电至SOC为70％以上的状态下在40℃至80℃下静置；在静置步骤后，除去从所述电极组件产生的气体；以及在除去从电极组件产生的气体的步骤之后，在至少一次循环中在15℃至30℃下将电极组件进行第二充放电。组件进行第二充放电。组件进行第二充放电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造二次电池的方法


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于日期为2019年9月23日的韩国专利申请第10
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2019
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0117069号要求优先权的利益，并且在该韩国专利申请的文献中公开的所有内容都被包含作为本说明书的一部分。
[0003]

[0004]本专利技术涉及一种制造二次电池的方法。

技术介绍

[0005]最近，随着手机、笔记本电脑和电动车辆等使用电池的电子设备的迅速普及，小型轻量而容量相对高的二次电池的需求正在迅速增加。特别是，锂二次电池重量轻，能量密度高，因此作为移动装置的驱动电源而受到关注。因此，改善锂二次电池性能的研究和开发工作正在积极开展。
[0006]通常，锂二次电池包含正极、负极、夹设于正极和负极之间的隔膜、电解质、有机溶剂等。此外，对于正极和负极，可在集电器上形成包含正极活性材料或负极活性材料的活性材料层。通常，含锂金属氧化物(例如LiCoO2和LiMn2O4)已被用作正极用正极活性材料，并且无锂的碳系活性材料、硅系活性材料等已被用作负极用负极活性材料。
[0007]特别是，硅系活性材料吸引了人们的注意，因为它们的容量高达碳系活性材料的容量的约10倍，并且由于容量高，具有即使使用薄电极也能够实现高能量密度的优势。然而，由于充电和放电引起的体积膨胀、体积膨胀引起的活性材料粒子的裂纹和损坏以及裂纹和损坏导致的寿命特性劣化的问题，硅系活性材料尚未普遍用于一般用途。
[0008]另一方面，通过组装二次电池的工序和活化二次电池的工序来制造二次电池。在这种情况下，可通过向组装的二次电池中注入电解液来浸渍二次电池，并通过充电和放电装置将浸渍的二次电池进行充电和放电来进行活化。
[0009]通过活化，锂嵌入二次电池所含的负极中，并且电解液和锂盐在负极表面上反应而产生诸如Li2CO3、Li2O和LiOH的化合物。这些化合物在负极表面形成一种钝化层，该钝化膜称为固体电解质界面层(以下称为SEI层)。SEI层形成后，其作为离子通道使得锂离子能够通过，锂离子不会再次与负极或其它材料发生副反应，且SEI层中消耗的电荷量为不可逆容量，并且具有放电时不会可逆地反应的特性。因此，通过形成SEI层，在不进一步分解电解液的情况下可逆地保持电解液中的锂离子量，从而可以保持稳定的充放电。
[0010]就此而言，当在施涂了硅系活性材料的负极上进行活化工序时，硅系活性材料如上所述由于充放电而具有大的体积膨胀/收缩，因此，由于活性材料的破裂或活性材料之间的接触劣化，可能连续形成新的负极表面。因此，在新的负极表面上持续发生SEI层生成反应，但是过度的SEI层生成可能增加在SEI层生成反应期间生成的气体，并且存在这样的问题：由于这样的气体产生，负极的局部电阻增加，并且由于锂的析出，电池的寿命特性劣化。
[0011]因此，需要开发一种负极和二次电池，其中应用了如下硅系活性材料：在实现硅系
活性材料的高容量和高能量密度的同时，改善了SEI层的稳定形成、充放电性能、以及寿命特性。
[0012]KR 10
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2017
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0074030涉及一种锂二次电池用负极活性材料、其制造方法和包含其的锂二次电池，并公开了一种包含多孔硅碳复合物的负极活性材料，但在解决上述问题方面存在局限性。
[0013]现有技术文件
[0014]专利文件
[0015]KR 10
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2017
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0074030

技术实现思路

[0016]技术问题
[0017]本专利技术的目的是提供一种制造显示改善的寿命特性的二次电池的方法。
[0018]技术方案
[0019]本专利技术提供了一种制造二次电池的方法，该方法包括：形成电极组件，该电极组件包含含有硅系活性材料的负极、面对负极的正极、以及夹设于负极和正极之间的隔膜；通过将电解液注入所述电极组件中来浸渍所述电极组件；通过在将浸渍的电极组件加压的同时，在至少一次循环中进行第一充放电来进行活化；将活化的电极组件在充电至SOC为70％以上的状态下在40℃至80℃下静置；在静置所述活化的电极组件后，除去从所述电极组件产生的气体；以及在除去从所述电极组件产生的气体之后，在至少一次循环中在15℃至30℃下将电极组件进行第二充放电。
[0020]有益效果
[0021]本专利技术的制造二次电池的方法通过进行用于将包含硅系活性材料的电极组件活化的充放电，然后进行将电极组件在高温下静置的工序，能够在负极上形成稳定且强度优异的SEI层，从而能够制造具有改善的寿命特性的二次电池。
[0022]此外，本专利技术的制造二次电池的方法进行用于将包含硅系活性材料的电极组件活化的充放电，然后进行将电极组件在高温下静置的工序，从而由于残余水分引起的副反应的加速，可能产生大量气体，然后通过脱气工序除去气体。由于负极副反应产生的气体可以通过在高温下静置电极组件来尽可能地除去，在以后应用该二次电池产品时能够抑制气体的产生，因此对于改善寿命特性是优选的。
附图说明
[0023]图1是其中评价实施例1至5和比较例1至9的二次电池的容量保持率的图。
具体实施方式
[0024]说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为仅限于典型含义或词典含义，而应基于专利技术人可以适当地定义术语的概念以便于以最佳方法描述其专利技术的原则，以符合本专利技术的技术主旨的含义和概念来解释。
[0025]本说明书中使用的术语仅用于描述具体实施方式，并不旨在限制本专利技术。单数表达包括复数表达，除非单数表达在上下文中具有明确相反的含义。
[0026]在本专利技术中，术语“包括”、“包含”或“具有”旨在指示所实施的特征、数量、步骤、操作、组成元素或其任何组合的存在，并且应理解为意味着一个或多个其它特征或数量、步骤、操作、组成元素或其任何组合的存在或添加的可能性不被排除。
[0027]在本说明书中，平均粒径(D
50
)可定义为对应于粒子粒径分布曲线中累积体积的50％的粒径。平均粒径(D
50
)可使用例如激光衍射法测量。激光衍射法通常可以测量从亚微米区域到大约几毫米的粒径，并且可以获得高再现性和高分辨率的结果。
[0028]在下文中，将具体描述本专利技术。
[0029]<制造二次电池的方法>
[0030]本专利技术涉及一种制造二次电池的方法，更具体地，涉及一种制造锂二次电池的方法。
[0031]具体地，所述制造二次电池的方法包括：形成电极组件，该电极组件包含含有硅系活性材料的负极、面对负极的正极以及夹设于负极和正极之间的隔膜；通过将电解液注入电极组件中来浸渍电极组件；通过在将浸渍的电极组件加压的同时，在至少一次循环中进行第一充放电来进行活化；将活化的电极组件在充电至SOC为70％以上的状态下在40℃至80℃下静置；在静置所述活化的电极组件后，除去本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造二次电池的方法，所述方法包括：形成电极组件，所述电极组件包含含有硅系活性材料的负极、面对所述负极的正极以及夹设于所述负极和所述正极之间的隔膜；通过将电解液注入所述电极组件中来浸渍所述电极组件；通过在将浸渍的电极组件加压的同时，在至少一次循环中进行第一充放电来将所述浸渍的电极组件活化；将活化的电极组件在充电至SOC为70％以上的状态下在40℃至80℃下静置；在静置步骤后，除去从所述电极组件产生的气体；和在除去从所述电极组件产生的气体后，在至少一次循环中在15℃至30℃下将电极组件进行第二充放电。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电极组件的浸渍在15℃至30℃下进行。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述电极组件的浸渍进行12小时至48小时。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一充放电在两次以上循环中进行。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一充放电中的加压在1.5MPa至3.5MPa下进行。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金荣宰，柳正宇，金睿邻，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：