负极电极、利用电解沉积制备其的方法及其制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种负极电极。上述负极电极可以包含三维结构集电体及提供于上述三维结构集电体的表面上的负极活性物质层。集电体的表面上的负极活性物质层。集电体的表面上的负极活性物质层。

Negative electrode, method for preparing it by electrolytic deposition and its preparation device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负极电极、利用电解沉积制备其的方法及其制备装置


[0001]本申请涉及负极电极、其制备方法及其制备装置，更详细地，涉及利用电解沉积制备的包含负极活性物质层的负极电极、其制备方法及其制备装置。
[0002]并且，本申请涉及包含提供于三维结构集电体上的负极活性物质层的负极电极及其制备方法。

技术介绍

[0003]虽然全球二次电池市场主导了智能手机等小型信息技术(IT)设备的初期成长，但随着近来电动汽车市场的成长，车辆用二次电池市场迅速成长起来。
[0004]车辆用二次电池在基于产品标准化的大量生产及技术开发来实现廉价和性能稳定化的同时主导着电动车市场的成长，随着通过改善电池性能解决被指责为电动车短板的续航问题，其成长急剧扩大。
[0005]随着对二次电池需求的爆发式增长，为适应对二次电池的安全性和增大电池容量的需求，新一代二次电池的开发也在活跃地进行着。
[0006]例如，韩国专利授公报第10
‑
1788232号公开一种包含电极活性物质和粘合剂的电极合剂涂敷于集电体的二次电池用电极，其特征在于，包含：玻璃化转变温度(Tg)比下述第二粘合剂低的第一粘合剂及电极活性物质；涂敷于集电体上的第一电极合剂层及玻璃化转变温度比上述第一粘合剂高的第二粘合剂和电极活性物质；以及涂敷于上述第一电极合剂层上的第二电极合剂，上述第一粘合剂的玻璃化转变温度为15℃以下，第二粘合剂的玻璃化转变温度为在比第一粘合剂的玻璃化转变温度高的范围中的10℃以上，上述第二粘合剂的玻璃化转变温度为在比第一粘合剂的玻璃化转变温度高的范围中的大于等于10℃且小于25℃的温度，上述二次电池用电极为负极，电极活性物质包含Si类物质。

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]本申请所要解决的一技术问题在于，提供负极电极、其制备方法及其制备装置。
[0009]本申请所要解决的再一技术问题在于，提供利用电解沉积制备的负极电极、其制备方法及其制备装置。
[0010]本申请所要解决的还有一技术问题在于，提供具有高稳定性及长寿命的二次电池用负极电极、其制备方法及其制备装置。
[0011]本申请所要解决的另一技术问题在于，提供全固体电池用负极电极、其制备方法及其制备装置。
[0012]本申请所要解决的又一技术问题在于，提供使枝蔓晶体生成最小化的高可靠性负极电极、其制备方法及其制备装置。
[0013]本申请所要解决的又一技术问题在于，提供三维结构负极电极及其制备方法。
[0014]本申请所要解决的又一技术问题在于，提供利用电解沉积制备的三维结构负极电
极及其制备方法。
[0015]本申请所要解决的技术问题不限定于上述技术问题。
[0016]解决问题的方案
[0017]为了解决上述技术问题，本申请提供负极电极的制备装置。
[0018]根据一实施例，在本专利技术的负极电极的制备装置中，上述负极电极包含：集电体；以及提供于上述集电体上并包含基本金属的负极活性物质层，上述负极电极的制备装置可以包括：容器，用于收容包含具有上述基本金属的金属盐的电解溶液，具有向上述电解溶液中提供的集电体；以及电源部，向上述集电体施加电流，通过从上述电源部向上述集电体施加的电流，使上述金属盐所包含的上述基本金属沉积在上述集电体上来形成上述负极活性物质层。
[0019]根据一实施例，上述电源部可以控制向上述集电体施加的电流密度来控制包含上述基本金属的上述负极活性物质层的结晶度。
[0020]根据一实施例，上述负极活性物质层的结晶度可以随着上述电源部向上述集电体施加的电流密度的增加而增加。
[0021]根据一实施例，上述基本金属可以包含锂、钠、钾、镁、铝、锌、铁或硅中的至少一种。
[0022]为了解决上述技术问题，本申请提供负极电极。
[0023]根据一实施例，上述负极电极包含：集电体；以及负极活性物质层，配置于上述集电体上，包含基本金属，在上述负极活性物质层的非晶区内能够以随机(randomly)相互隔开的方式分布有多个结晶区。
[0024]根据一实施例，上述负极活性物质层可以利用包含具有上述基本金属的金属盐的电解溶液来电解沉积而成。
[0025]根据一实施例，上述负极活性物质层的厚度可以为50μm以上且100μm以下。
[0026]根据一实施例，在上述负极活性物质层中，上述非晶区的比例可以比合并多个上述结晶区的比例高。
[0027]为了解决上述技术问题，本申请提供二次电池。
[0028]根据一实施例，上述二次电池可以包含：上述实施例的负极电极；正极电极，位于上述负极电极上；以及固体电解质，位于上述负极电极与上述正极电极之间。
[0029]为了解决上述技术问题，本申请提供负极电极的制备方法。
[0030]根据一实施例，上述负极电极的制备方法可以包括：准备包含具有基本金属的金属盐的电解溶液的步骤；将集电体浸渍于上述电解溶液中的步骤；以及向浸渍于上述电解溶液中的上述集电体施加电流来使包含于上述金属盐的上述基本金属沉积在上述集电体上，以在上述集电体上形成负极活性物质层的步骤。
[0031]根据一实施例，除上述金属盐以外，上述电解溶液还可以包含溶剂，上述金属盐可以包含上述基本金属、氟及氢的化合物。
[0032]根据一实施例，可以根据向上述集电体施加的电流密度来控制由上述基本金属形成的上述负极活性物质层的结晶度。
[0033]根据一实施例，上述金属盐包含氢氟酸锂(Lithium fluorohydrogenate)、双(氟磺酸)亚胺锂(Lithium bis(fluorosulfonyl)imide)或双(三氟磺酸)亚胺锂(Lithium bis
(trifluorosulfonyl)imide)中的至少一种，或者可以包含氢氟酸钠(Sodium fluorohydrogenate)或六氟磷酸钠(Sodium hexafluorophosphate)中的至少一种，或者可以包含氢氟酸钾(Potassium fluorohydrogenate)或六氟磷酸钾(Potassium hexafluorophosphate)中的至少一种，或者可以包含氢氟酸镁(Magnesium fluorohydrogenate)或苯基氯化镁(Phenyl magnesiumchloride)中的至少一种，或者可以包含氢氟酸铝(Aluminum fluorohydrogenate)或氯化铝(aluminum chloride)中的至少一种，或者可以包含氢氟酸锌(Zinc fluorohydrogenate)或双(三氟磺酸)亚胺锌(Zinc bis(trifluoromethanesulfonyl)imide)中的至少一种，或者可以包含氢氟酸铁(Iron fluorohydrogenate)或三(三氟甲基磺酰)亚胺铁(Iron tris(trifluoromethylsulfonyl)imide)中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种负极电极，其特征在于，包含：三维结构集电体；以及负极活性物质层，提供于上述三维结构集电体的表面上。2.根据权利要求1所述的负极电极，其特征在于，上述三维结构集电体为由多个纤维构成网络的形态，上述负极活性物质层沉积在上述多个纤维的表面。3.根据权利要求2所述的负极电极，其特征在于，通过向上述多个纤维的表面提供上述负极活性物质层来向上述多个纤维之间提供气孔。4.根据权利要求1所述的负极电极，其特征在于，上述负极活性物质层包含锂、钠、钾、镁、铝、锌、铁或硅中的至少一种。5.根据权利要求1所述的负极电极，其特征在于，上述负极活性物质层具有非晶区及结晶区。6.根据权利要求5所述的负极电极，其特征在于，在上述负极活性物质层中，上述结晶区的比例比上述非晶区的比例高。7.根据权利要求1所述的负极电极，其特征在于，上述三维结构集电体包含金属纳米线或金属纳米管。8.一种二次电池，其特征在于，包含：权利要求1所述的负极电极；正极电极，位于上述负极电极上；以及固体电解质，位于上述负极电极与上述正极电极之间。9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，上述固体电解质包含由正离子及负离子结合的化合物。10.一种负极电极的制备方法，其特征在于，包括：准备三维结构集电体以及包含具有基本金属的金属盐的电解溶液的步骤；将上述三维结构集电体浸渍于上述电解溶液中的步骤；以及向浸渍于上述电解溶液中的上述三维结构集电体施加电流来使包含于上述金属盐的上述基本金属沉积在上述三维结构集电体上，以在上述三维结构集电体的表面上形成负极活性物质层的步骤。11.根据权利要求10所述的负极电极的制备方法，其特征在于，根据向上述三维结构集电体施加的电流密度来控制由上述基本金属形成的上述负极活性物质层的结晶度。12.根据权利要求10所述的负极电极的制备方法，其特征在于，除上述金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政昊，桑巴吉，
申请(专利权)人：汉阳大学校ERICA产学协力团，
类型：发明
国别省市：