[发明专利]锂金属电池用负极集电器、包含其的二次电池以及制造锂金属电池用负极集电器的方法

说明书

本发明涉及一种锂金属电池用负极集电器，所述负极集电器包含铜并且具有其和大于或等于50％的S(110)和S(100)，其中S(110)是相对于在所述负极集电器的表面上铜占据的整个区域计铜的(110)面占据的区域的比例，并且S(100)是相对于在所述负极集电器的表面上铜占据的整个区域计铜的(100)面占据的区域的比例。

技术领域

相关申请的交叉参考

本申请要求于2018年2月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2018-0017720号的权益，通过参考将其公开内容以其整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及：一种锂金属电池用负极集电器，其中S(110)和S(100)之和为50％以上；包含所述负极集电器的电池；及制造所述负极集电器的方法，其中S(110)是以在所述负极集电器的表面处由铜占据的整个区域为基准，由铜的(110)面占据的区域的比例，并且S(100)是以在所述负极集电器的表面处由铜占据的整个区域为基准，由铜的(100)面占据的区域的比例。

背景技术

随着化石燃料的使用的显著增加，对替代能源或清洁能源的使用的需求已在增加，并且作为其一环，最活跃研究的领域是使用电化学反应的发电和蓄电的领域。

近来，作为使用这种电化学能量的典型电化学装置可以是二次电池，并且其应用领域逐渐增加。随着对诸如便携式计算机、便携式手机和照相机的移动设备的技术开发和需求增加，对于作为能源的二次电池的需求正在迅速增加，并且在这些二次电池中，已经对锂二次电池进行了研究，并且锂二次电池已经商业化并被使用。

最近，为了实现高能量密度，已经对所述锂二次电池中的锂金属电池进行了开发。所述锂金属电池的特征在于使用锂金属作为负极。为了增加这种锂金属电池的每单位体积或每单位重量的能量密度，需要将负极中使用的锂金属的用量减少至合适的水平以下。为此，可以使用如下技术：使用负极集电器，在电池的活化驱动期间将锂金属布置在负极集电器上。

同时，在将锂金属布置在负极集电器上的情况下，锂金属可能布置得不均匀，由于锂金属而可能会产生树脂相的枝晶，或者由于锂金属的高反应性而导致锂金属与电解质和残留的水反应从而在负极表面上形成固体电解质界面(SEI)。在锂的成核无法顺利进行的情况下，这种现象会加速。由于树脂相的枝晶在电池放电期间形成不能与负极集电器进行电接触的惰性锂，因此引起负极中能量密度的降低。另外，由于具有树脂相的枝晶，负极的表面积可能持续地增加，并且可能出现固体电解质界面的增加和累积。因此，锂金属和电解质可能被持续地消耗，由于该现象，锂金属电池的效率和循环特性可能降低。此外，隔膜可能由于具有树脂相的枝晶而破裂，因此包括电池的爆炸在内，电池的稳定性可能显著降低。

因此，为了提高锂金属电池的效率、循环特性和稳定性，需要开发一种负极集电器，通过所述负极集电器可以容易地在集电器的表面上实施锂的成核。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供一种负极集电器、包含所述负极集电器的锂金属电池以及制造所述负极集电器的方法，通过所述负极集电器可以容易地在其表面上实施锂的成核。

技术方案

根据本发明的一个实施方式，提供一种锂金属电池用负极集电器，包含铜并且S(110)和S(100)之和为50％以上，其中所述S(110)是以在所述负极集电器的表面处由铜占据的整个区域为基准，由铜的(110)面占据的区域的比例，并且所述S(100)是以在所述负极集电器的表面处由铜占据的整个区域为基准，由铜的(100)面占据的区域的比例。

根据本发明的另一个实施方式，提供一种制造锂金属电池用负极集电器的方法，包括：准备包含铜的预备负极集电器的步骤；和在包含氢气和氩气的气体混合物气氛中对预备负极集电器进行热处理的步骤，其中所述预备负极集电器的表面的至少一部分由铜制成。