[发明专利]用于锂二次电池的负极和包括该负极的锂二次电池

说明书

本文提供一种用于锂二次电池的负极和包括该负极的锂二次电池。所述负极包括：负极集电器、形成在所述负极集电器上的第一负极活性材料层、和形成在所述第一负极活性材料层上的第二负极活性材料层。第一负极活性材料层包括两种或更多种负极活性材料，并且第二负极活性材料层包括具有小于第一负极活性材料层的溶胀(swelling)的负极活性材料。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月16日提交的韩国专利申请第10-2017-0134055号的优先权和权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种用于锂二次电池的负极和包括该负极的锂二次电池，更具体地，涉及一种用于锂二次电池的负极和一种包括该负极的锂二次电池，所述负极因为形成有包括呈现单峰粒径分布的负极活性材料的负极活性材料层，所以在预锂化过程中不会使负极的表面变形。

背景技术

随着对移动装置的技术开发和的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加。在这些二次电池中，表现出高能量密度和工作电位并且具有长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已被商业化并广泛使用。

近来，随着对环境问题的日益关注，已经对能够替代作为空气污染的主要原因的化石燃料车辆(诸如汽油车和柴油车)的电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)进行了研究。尽管主要使用镍-金属氢化物(Ni-MH)二次电池作为EV和HEV的电源，但也正在积极地研究使用具有高能量密度、高放电电压和输出稳定性的锂二次电池，并且一些锂二次电池已经被商业化。

作为构成锂二次电池的负极的负极活性材料，使用金属锂(metal lithium)、诸如石墨(graphite)或活性炭(activated carbon)之类的碳基材料(carbon-basedmaterial)、或诸如氧化硅(SiO_x)之类的材料。近来，主要使用碳基材料作为负极活性材料。然而，在碳基材料的情况下，理论容量仅为约400mAh/g，因此存在容量小的缺点。

因此，为了增加能量密度，已经尝试使用具有高理论容量(4,200mAh/g)的硅(silicon,Si)或锂金属，但是存在诸如高不可逆容量、高体积膨胀率、枝晶形成之类的困难的情况。因此，通过将具有高体积膨胀率但高容量的活性材料与碳基活性材料混合来使用这种具有高体积膨胀率但高容量的活性材料。

由于具有高容量的活性材料具有高的不可逆容量，因此需要改善初始不可逆性。方法之一是在制造锂二次电池之前进行预锂化(pre-lithiation)，以使活性材料预先在第一次充电期间即发生副反应。如上所述，当进行预锂化(pre-lithiation)时，第一循环在不可逆性被降低的状态下进行，被降低的程度与对实际制造的二次电池进行充电或放电时相同，因而有可以降低初始不可逆性的优点。

预锂化方法的实例可包括：将锂沉积在负极表面上然后组装电池并将电解质注入电池中，从而在润湿(wetting)过程中进行锂化的方法；以及通过将负极浸入电解质中使其润湿然后使锂与负极直接接触的方法。然而，在负极含有通过将碳基活性材料与具有高体积膨胀率和高容量的活性材料混合而得的混合负极活性材料作为负极活性材料的情况下，包括由于容量和溶胀而具有不同体积膨胀率的材料，使得在预锂化期间，由于不同的体积膨胀率，导致可能在负极的表面处发生弯曲和变形，从而不利地影响电池组装工艺和电池性能。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种用于锂二次电池的负极，在这种负极中，在预锂化期间，在负极表面处不发生变形。

本发明还旨在提供一种包括所述用于锂二次电池的负极的锂二次电池。

技术方案