[发明专利]用于全固体电池的阳极及其制备方法

说明书

本发明提供了用于全固体电池的阳极及其制备方法。具体地，本发明公开了一种用于全固体电池的阳极，其包括：阳极集电器；导电材料，所述导电材料的一端与所述阳极集电器的一部分接触；导电涂层，所述导电涂层包围导电材料；阳极活性材料，所述阳极活性材料与导电材料的另一端接触；以及固体电解质，其中所述导电涂层防止所述导电材料和所述固体电解质彼此电连接。

相关申请的交叉引用

该申请要求2017年10月13日提交的韩国专利申请No.10-2017-0133338的权益，该申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及用于全固体电池的阳极及其制备方法。该用于全固体电池的阳极可以通过防止在该用于全固体电池的阳极中包含的导电材料与固体电解质之间的直接电接触而能够抑制锂在阳极中的产生。

背景技术

已将电压范围比锂低的材料用于锂二次电池的阳极。因此，电极内部的电势变化可能经常不平衡，例如当使用具有低电势的石墨类材料作为导电材料时，针对锂的电势频繁地移至近乎于0V。此时，锂可以沉淀在石墨的表面上，结果是，电池的性能可能变差。

全固体电池具有高含量的导电材料，这是由于其中阳极活性材料、固体电解质和导电材料混合在一起而形成复杂的电极结构。与仅由活性材料和导电材料构成的液体类电池相比，由于电极的不均匀混合使得经常出现电压的不均匀性。此外，由于导电材料直接接触含有大量锂离子的固体电解质，所以锂可在电势接近于0V的导电材料的表面上沉淀。沉淀的锂可引起与固体电解质的界面反应，从而使固体电解质退化或通过枝晶生长使电池性能变差。

在现有技术中，已经公开了在电极活性材料的表面上形成导电材料和涂层的构造，但是该工艺会很复杂。

公开于该背景部分的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因此其可以包含不构成已为该国家中本领域技术人员所知的现有技术的信息。

发明内容

在优选的方面，本发明可以提供一种用于全固体电池的阳极，所述阳极可以通过防止导电材料与固体电解质之间的直接电接触而能够抑制锂在阳极中的产生。

如本文所述的术语“全固体电池”是指包括仅固体成分或者基本上固态的成分(例如固态电极(例如阳极和阴极)和固体电解质)的电池或电池组。因此，在优选的方面中，全固体电池将不包括流体和/或可流动的电解质成分作为材料。

此外，本发明可以提供一种制备用于全固体电池的阳极的方法。

在一方面，提供一种用于全固体电池的阳极。所述阳极可以包括：阳极集电器，其中一端与阳极集电器的一部分接触的导电材料，包围导电材料的导电涂层，与导电材料的另一端接触的阳极活性材料，以及固体电解质。优选地，导电涂层可以至少基本上防止导电材料和固体电解质彼此电连接。导电涂层可以包含一种或多种非导电氧化物。在特定的方面中，导电涂层可以适当地包含P₂O₅、B₂O₃和SiO₂中的至少一种。

优选地，导电材料可以为具有针状形状的碳复合物，并且在横截面上包括长轴和短轴。导电材料可以在长轴的一端处与阳极集电器适当地接触，并且在长轴的另一端处与阳极活性材料接触。

这里使用的术语“针状”是指具有长度(或长轴)大于与长度方向交叉的横截面积(或短轴)的针形或近似针形的形状。例如，针形的长度或长轴比横截面积或短轴长约10倍、20倍、30倍、40倍、50倍或100倍。

在另一方面，提供一种制备用于全固体电池的阳极的方法。所述方法可以包括：设置导电材料；通过在约300至700℃的温度下进行热处理而在导电材料上形成导电涂层；设置阳极集电器，使其一部分与导电材料的一端接触；设置阳极活性材料，使其与导电材料的另一端接触；以及设置固体电解质，使其可以通过导电涂层与导电材料电分离。