【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求于2022年1月25日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2022-0010594号的优先权和权益，通过引用将该申请的全部内容结合在此。本申请涉及一种用于锂二次电池的电极的预锂化方法、一种电极中间体和一种包括该电极的锂二次电池。
技术介绍
1、由于化石燃料的使用快速增加，使用替代能源或清洁能源的需求正在增加，并且作为其中一部分，目前研究最活跃的领域是使用电化学反应的发电和电力存储的领域。
2、目前，二次电池是利用这种电化学能量的电化学装置的代表性实例，并且其使用范围趋于逐渐扩大。
3、随着对移动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急剧增加。在这些二次电池中，具有高的能量密度和电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已被商业化和广泛使用。此外，正在积极地进行研究用于制造具有每单位体积更高能量密度的高密度电极作为这种高容量锂二次电池的电极的方法。
4、通常，二次电池包括正极、负极、电解质溶液和隔板。负极包括用于从正极嵌入锂离子和脱嵌锂离子至正极的负极活性材料，并且具有高放电容量的硅基颗粒可用作负极活性材料。
5、通常，诸如石墨的碳材料用于锂二次电池的负极，但是碳的理论容量密度是372mah/g(833mah/cm3)。因此，为了提高负极的能量密度，考虑将硅(si)、锡(sn)以及它们的氧化物和与锂合金化的合金作为负极材料。其中，硅基材料由于其低成本和高容量(4200mah/g)而受到关注。
6、然而，当使用硅基负极活性材料时，存在初始不可逆
7、为了解决上述问题，已知一种包括硅基负极活性材料的硅负极的预锂化方法。作为预锂化方法，已知的方法包括在锂化后通过物理化学方法(诸如电解电镀、锂金属转移和锂金属沉积)来制造电极的方法、对负极进行电化学预锂化的方法和类似方法。
8、为了使用现有的电化学方法，必须在电解质内进行湿法工艺，这会带来诸如火灾和爆炸等风险，因此需要很好地控制惰性环境。即，当创建环境时，难以在执行电化学方法的房间中通过使用惰性气体来控制诸如湿度控制之类的条件。另外，为了均匀地控制初始不可逆容量，应使用电化学方法尽可能减慢预锂化的速率，因此在电化学方法的应用中出现生产成本增加的问题。
9、此外，在预锂化工艺的锂金属转移过程中，难以安全且容易地转移锂金属，并且锂不能从转移层压体转移，或者即使锂金属被转移，高反应性的锂金属也立即开始与电极活性材料反应，从而导致诸如电极活性材料层表面上的颗粒破裂等问题。
10、因此，有必要研究在锂金属转移过程中能够容易地将锂金属转移到电极活性材料层的顶部上的工艺条件和材料，以及在预锂化电极时可以以更安全和有效的方式均匀地预锂化该电极活性材料层中的锂。
11、引文列表
12、(专利文献1)日本专利申请公开第2009-080971号
技术实现思路
1、技术问题
2、在预锂化工序中，锂金属转移工序包括将锂金属从转移层压体转移到电极活性材料层的顶部上的工序。在这种情况下，通过研究发现，可以根据转移层压体和电极之间的粘附力条件来调节锂金属的转移程度。因此，本申请涉及一种用于锂二次电池的电极的预锂化方法、一种电极中间体和一种包括该电极的锂二次电池。
3、技术方案
4、本说明书的一个示例性实施方式提供了一种用于锂二次电池的电极的预锂化方法，包括：形成电极集电器层和位于所述电极集电器层的一个表面或两个表面上的电极活性材料层；和将锂金属转移到所述电极活性材料层上，其中所述锂金属的转移包括：制备其中依次层压基层、剥离层和锂金属的转移层压体，将所述转移层压体层压到所述电极活性材料层上，使得所述锂金属的与所述剥离层接触的表面相对的表面与所述电极活性材料层的与所述电极集电器层接触的表面相对的表面相接触，和去除所述基层，并且其中在施加5kgf/cm至150kgf/cm的外部压力条件后的所述电极集电器层与所述电极活性材料层之间的接触表面的第二粘附力高于在施加5kgf/cm至150kgf/cm的外部压力条件后的所述基层与所述剥离层之间的接触表面的第一粘附力。
5、另一个示例性实施方式提供了一种电极中间体，包括：电极集电器层；电极活性材料层，所述电极活性材料层形成在所述电极集电器层的一个表面或两个表面上；以及转移层压体，所述转移层压体形成在所述电极活性材料层的与所述电极集电器层接触的表面相对的表面上，其中所述转移层压体包括依次层压的基层、剥离层和锂金属，其中所述锂金属与所述电极活性材料层接触，其中在施加5kgf/cm至150kgf/cm的外部压力条件后，所述基层与所述剥离层之间的接触表面的第一粘附力为10gf/inch或更高至150gf/inch或更低，其中在施加5kgf/cm至150kgf/cm的外部压力条件后，所述电极集电器层与所述电极活性材料层之间的接触表面的第二粘附力为20gf/inch或更高至200gf/inch或更低，并且其中所述第二粘附力高于所述第一粘附力。
6、本申请的又一示例性实施方式提供了一种锂二次电池，包括：用于锂二次电池的正极；用于锂二次电池的负极；设置在所述正极和所述负极之间的隔板；和电解质，其中所述用于锂二次电池的正极和所述用于锂二次电池的负极的至少一者是根据本申请的方法预锂化的用于锂二次电池的电极。
7、有益效果
8、根据本专利技术的示例性实施方式的用于锂二次电池的电极的预锂化方法使用锂金属的转移工艺，并且具体地，满足上述使锂金属能够更容易地转移到电极活性材料层的顶部上的粘附力条件，从而能够实现优异的表面均匀性并抑制副产物的产生。
9、也就是说，在本申请的示例性实施方式中，将在施加5kgf/cm至150kgf/cm的外部压力条件后的基层与剥离层之间的接触表面的第一粘附力调节至10gf/inch或更高且150gf/inch或更低的范围，并且将在施加5kgf/cm至150kgf/cm的外部压力条件后的电极集电器层与电极活性材料层之间的接触表面的第二粘附力调节至20gf/inch或更高且200gf/inch或更低的范围，使得在转移锂金属后可以立即将基层从转移层压体上剥离。相应地，与在预锂化期间基层被保持层压的情况相比，在预锂化期间产生的热顺利地消散，从而可以抑制副产物的产生。
10、另外，当基底层与剥离层之间的第一粘附力和电极集电器层与电极活性材料层之间的第二粘附力满足上述范围时，锂金属容易从转移层压体转移，并且可以防止反向转移问题，从而可以防止电极分层。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于锂二次电池的电极的预锂化方法，所述预锂化方法包括：
2.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中所述第一粘附力为10gf/inch或更高且150gf/inch或更低，并且
3.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中制备依次层压所述基层、所述剥离层和所述锂金属的所述转移层压体包括：在所述基层上涂布并层压所述剥离层，以及在所述剥离层上沉积所述锂金属，
4.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中所述层压是在20℃至90℃的温度条件和5kgf/cm至500kgf/cm的加压条件下进行的。
5.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中所述第一粘附力和所述第二粘附力满足以下式1的范围：
6.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中所述第一粘附力低于所述剥离层与所述锂金属之间的接触表面的粘附力。
7.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中所述锂金属的厚度为1μm或以上且10μm或以下。
8.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中所述剥离层包括选自由以下构成的组中的一种或多种：其中硅链接枝连接至聚酯主链的硅改性聚酯、丙烯
9.根据权利要求1所述的预锂化方法，包括在去除所述基层之后对所述电极活性材料层进行预锂化，
10.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中形成所述电极集电器层和位于所述电极集电器层的一个表面或两个表面上的所述电极活性材料层包括：将包含电极活性材料层组合物的电极浆料涂布在所述电极集电器层的一个表面或两个表面上，并且
11.根据权利要求10所述的预锂化方法，其中所述电极活性材料包括硅基活性材料，并且
12.一种电极中间体，包括：
13.一种锂二次电池，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于锂二次电池的电极的预锂化方法，所述预锂化方法包括：
2.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中所述第一粘附力为10gf/inch或更高且150gf/inch或更低，并且
3.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中制备依次层压所述基层、所述剥离层和所述锂金属的所述转移层压体包括：在所述基层上涂布并层压所述剥离层，以及在所述剥离层上沉积所述锂金属，
4.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中所述层压是在20℃至90℃的温度条件和5kgf/cm至500kgf/cm的加压条件下进行的。
5.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中所述第一粘附力和所述第二粘附力满足以下式1的范围：
6.根据权利要求1所述的预锂化方法，其中所述第一粘附力低于所述剥离层与所述锂金属之间的接触表面的粘附力。
7.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李一翻，朱文奎，金莎拉，全谞营，权约翰，蔡宗铉，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。