[发明专利]具有穿孔的集电器的电极和包含其的锂二次电池

说明书

本发明公开了一种具有穿孔的集电器的电极和包含其的锂二次电池，并且根据本发明，在负极集电器的穿孔内诱发锂金属的析出和消除反应，因此，单电池的体积膨胀受到抑制且由此增强电池的性能。

技术领域

本发明涉及一种包含穿孔的集电器的电极和包含其的锂二次电池，且特别地，涉及一种使用穿孔的集电器并在集电器的穿孔部中引发锂枝晶的析出和消除反应的技术。

背景技术

近来对能源存储技术的兴趣越来越高。随着应用扩展到移动电话、便携式摄像机和笔记本电脑以及进一步的电动车辆的能源，对电化学装置的研究和开发的努力已经越来越具体化。

电化学装置是在这些方面受到最多关注的领域，且其中能够充电和放电的二次电池的开发成为关注的焦点，并且在这种电池的开发中，近来对新电极和电池进行设计以增强容量密度和能量效率的研究和开发取得了进展。

在目前使用的二次电池中，在二十世纪九十年代早期开发的锂二次电池引起了关注，其与使用水性液体电解质的常规电池如Ni-MH、Ni-Cd和硫酸-铅电池相比，优点在于具有高的工作电压和显著更高的能量密度。

锂二次电池通常由以层压或卷绕结构插入电池壳中的电极组件和注入其中的非水液体电解质形成，所述电极组件包含正极、负极和设置在所述正极与所述负极之间的隔膜。

对于作为负极的锂电极，使用附着在平面集电器上的锂箔。在这种情况下，充电和放电时锂的形成和消除是不规则的，从而产生锂枝晶，并且这导致容量连续下降。

鉴于上述情况，已经对将聚合物保护层或无机固体保护层引入锂金属层、提高液体电解质的盐浓度或使用适当的添加剂进行了研究。然而，由这些研究产生的抑制锂枝晶的效果不明显。因此，通过改变锂金属负极本身的形式或改变电池结构来解决问题可能是有效的选择。

现有技术文献

专利文献

韩国专利申请公开号2015-0030156“锂电极和包含其的锂二次电池(LithiumElectrode and Lithium Secondary Battery Including the Same)”

发明内容

如上所述，锂二次电池的锂枝晶在负极集电器的表面上析出且有时由此导致单电池(cell)的体积膨胀。鉴于上述，本发明的发明人已经从各种角度进行了研究，且结果发现了通过改变电极本身的形状和结构来解决由枝晶造成的这种问题的方法，并且完成了本发明。

因此，本发明涉及提供一种锂二次电池，所述锂二次电池通过改变电极的形状和结构来解决由锂枝晶引起的单电池体积膨胀的问题，并且具有增强的性能。

鉴于上述，本发明的一个实施方式提供了一种锂二次电池用电极，所述锂二次电池用电极包含具有多个穿孔的一对负极集电器和设置在所述一对负极集电器之间的锂金属层。所述电极可以还包含绝缘层，所述绝缘层设置在所述负极集电器上，并且具有与所述穿孔连通的多个穿孔。

本发明的另一个实施方式提供一种包含所述电极的锂二次电池。

附图说明

图1是根据本发明的包含穿孔的负极集电器的锂二次电池用电极的透视图；

图2显示了根据本发明的穿孔的负极集电器的透视图和主要部分的放大图；

图3是根据本发明第一实施方式的包含穿孔的负极集电器的锂二次电池用电极的横断面视图；

图4是根据本发明第二实施方式的包含穿孔的负极集电器和绝缘层的锂二次电池用电极的横断面视图；

图5是显示根据本发明实施例1的电极的结构的透视图；

图6是显示根据本发明比较例1的电极的结构的透视图；且