[发明专利]锂电极的制造方法

说明书

本发明涉及一种锂电极的制造方法，更具体地，涉及通过在制造锂电极时首先在用等离子体和电晕工序处理后的基材的表面上形成能够保护锂金属的保护层并将锂金属沉积在所述保护层上且然后将沉积的锂金属层转移到集电器上而制造具有薄且均匀厚度的锂电极的方法。使用由此制造的锂电极的锂二次电池的能量密度可以得到改善。

技术领域

本申请要求基于2017年7月26日提交的韩国专利申请No.10-2017-0094480的优先权的权益，并将其全部内容通过引用的方式并入本文中。

本发明涉及锂电极的制造方法。

背景技术

直到最近，对使用锂作为负极开发具有高能量密度的电池有了相当大的兴趣。例如，与具有因存在非电活性材料而增加负极的重量和体积从而降低电池的能量密度的锂插碳负极和镍或镉电极的其它电化学系统相比，由于锂金属具有重量轻和容量高的特性，因此作为电化学电池的负极活性材料引起了许多关注。锂金属负极或主要包含锂金属的负极提供了构建比诸如锂离子电池、镍金属氢化物电池或镍镉电池的电池更轻且具有更高能量密度的电池的机会。这些特性对于需要为轻重量而付出额外费用的便携式电子装置如手机和笔记本电脑用的电池是非常优选的。

现有的锂离子电池在负极中使用石墨且在正极中使用锂钴氧化物(LCO)，且具有大约700wh/l的能量密度。然而，随着近来需要高能量密度的领域的扩大，对于增加锂离子电池的能量密度的需求一直在上升。例如，即使为了使电动车辆在单次充电后的行驶距离增加到500km以上，也必需增加能量密度。

为了增加锂离子电池的能量密度，锂电极的使用在增加。然而，锂金属是具有高反应性并且难以处理的金属，存在在工序中难以处理的问题。

为了解决这样的问题，已经进行了各种尝试以制造使用锂金属的电极。

例如，韩国专利No.0635684涉及一种形成具有玻璃保护层的锂电极的方法，并公开了一种形成锂电极的方法，所述方法包含在沉积了剥离剂层的基材(PET)上形成保护层并在保护层上沉积锂，然后在锂上沉积集电器。然而，在锂沉积期间，锂的表面暴露，因此氧化层(自然层)的厚度增加，这可能不利地影响电池的寿命特性。

因此，一直需要开发与制造具有薄且均匀的厚度的锂电极的方法相关的技术，所述方法通过在制造锂电极时保护锂免受水分和外部空气而使氧化层的形成最小化。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国专利No.0635684，“形成具有玻璃保护层的包封锂电极的方法(Method for Forming Encapsulated Lithium Electrode Having Glass ProtectiveLayer)”；和

(专利文献2)韩国专利No.2017-0026098，“包含锂金属正极的锂金属电池，制备锂金属正极的方法，以及根据该方法制备的保护层(Lithium Metal Battery IncludingLithium Metal Anode,Method of Preparing the Lithium Metal Anode,andProtective Layer Prepared According to the Method)”

发明内容

【技术问题】

作为为了解决上述问题而进行的各种研究的结果，本发明的发明人已经确认了，通过在制造锂电极时用等离子体和电晕处理基材的表面，然后首先形成能够保护锂金属的保护层并将锂金属沉积在所述保护层上且然后转移到Cu集电器上，可以制造具有薄且均匀厚度的锂电极，并且确认了使用由此制造的锂电极所制造的锂二次电池的能量密度得到改善。

因此，本发明的一个目的是通过使氧化层的形成最小化而提供具有均匀且薄的厚度的锂电极。