锂二次电池用电极的制造方法、由此制造的锂二次电池用电极以及包括其的锂二次电池和预锂化用转移层叠体与流程
本发明涉及一种锂二次电池用电极的制造方法、由此制造的锂二次电池用电极,以及包括其的锂二次电池和预锂化用转移层叠体(转移堆叠体)。本申请要求在韩国知识产权局于2024年9月25日提交的韩国专利申请no. 10-2024-0129762和在韩国知识产权局于2025年9月22日提交的韩国专利申请no. 10-2025-0136087的优先权和权益,其全部内容通过引用在此并入。
背景技术:
1、由于化石燃料的使用的快速增长,对替代能源或清洁能源的使用的需求正在增加,并且作为其一部分,目前最积极地研究的领域是使用电化学反应的发电和电力储存的领域。
2、目前,二次电池是使用这种电化学能量的电化学装置的代表性实例,并且其特定的使用范围倾向于逐渐扩大。
3、随着技术的发展和对移动设备的需求的增加,对作为能源的二次电池的需求正在快速增加。在这些二次电池中,具有高能量密度和电压、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。此外,作为用于这种高容量锂二次电池的电极,正在积极地研究制造具有较高的单位体积能量密度的高密度电极的方法。
4、通常,二次电池包括正极、负极、介于正极和负极之间的隔膜和电解质等。此外,例如正极和负极等电极可以具有设置在集流体上的电极活性材料层。
5、注意,锂二次电池在制造电池之后经历首次充电的锂损失。在随后的充电和放电循环以及高温存储期间,锂损失持续发生(虽然量非常小),从而导致电池的逐渐劣化。为了补偿这样的锂损失,在电池运行之前将锂另外引入电池中,这被称为预锂化。
6、然而,可能形成残留在电极表面上而未用于预锂化反应中的残余锂,这可能在电池运行期间导致锂析出或锂损失。
7、[文献列表]
8、[专利文献]
9、(专利文献1)日本特开2009-080971号公报
技术实现思路
1、[技术问题]
2、本发明旨在提供一种锂二次电池用电极的制造方法、由此制造的锂二次电池用电极,以及包括该电极的锂二次电池和预锂化用转移层叠体,所述制造方法能够减少由于预锂化而在电极表面上形成的残余锂。
3、[技术方案]
4、本说明书的一个示例性实施方式提供了一种锂二次电池用电极的制造方法,所述方法包括:将包括锂金属层和载体膜的转移层叠体层叠在电极活性材料层的一个表面上,所述电极活性材料层设置在电极集流体层的至少一个表面上,其中,所述载体膜的至少一个表面具有17 μm以下的垂直方向最大高度粗糙度(sz)和3 μm以下的算术平均粗糙度(sa)。
5、本说明书的一个示例性实施方式提供了一种锂二次电池用电极,其包括:电极集流体层和电极活性材料层,所述锂二次电池用电极通过上述制造方法制得,其中,所述锂二次电池用电极的表面上存在的残余锂的面积为所述锂二次电池用电极的总表面积的6%以下。
6、本说明书的另一示例性实施方式提供了一种锂二次电池,其包括:上述锂二次电池用电极;隔膜;和电解质溶液。
7、本说明书的一个示例性实施方式提供了包括上述锂二次电池的电池模块。
8、本说明书的另一示例性实施方式提供了包括上述电池模块的电池包。
9、本说明书的一个示例性实施方式提供了包括上述锂二次电池的电池包。
10、最后,本说明书的一个示例性实施方式提供了一种预锂化用转移层叠体,其包括:锂金属层;和载体膜,其中,所述载体膜的面向所述锂金属层的表面具有17 μm以下的垂直方向最大高度粗糙度(sz)和3 μm以下的算术平均粗糙度(sa)。
11、[有益效果]
12、本说明书中描述的示例性实施方式的锂二次电池用电极的制造方法可以制造锂二次电池用电极和包括该电极的锂二次电池,其中通过减少未用于预锂化反应而残留在电极表面上的残余锂的量来抑制在电池的运行期间可能发生的锂析出或锂损失。
13、当使用本说明书中描述的示例性实施方式的预锂化用转移层叠体进行预锂化时,可以获得一种锂二次电池用电极,其中通过减少在预锂化电极的表面上形成的残余锂来抑制在电池的运行期间可能发生的锂析出或锂损失。
技术特征:
1.一种锂二次电池用电极的制造方法,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述载体膜的面向所述锂金属层的表面具有17 μm以下的垂直方向最大高度粗糙度sz和3 μm以下的算术平均粗糙度sa。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述载体膜的与面对所述锂金属层的表面相对的背表面具有17 μm以下的垂直方向最大高度粗糙度sz和3 μm以下的算术平均粗糙度sa。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述载体膜包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚酰亚胺(pi)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚丙烯、聚乙烯和聚碳酸酯组成的组中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述锂金属层的厚度为10 μm以下。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,将转移层叠体层叠在电极活性材料层的一个表面上的步骤包括:
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述转移层叠体包括通过沉积法、辊压法和熔融法中的任一种在所述载体膜的一个表面上设置的锂金属层。
8.一种锂二次电池用电极,其包括:
9.一种锂二次电池,其包括:
10.一种电池模块,其包括权利要求9所述的锂二次电池。
11.一种电池包,其包括权利要求10所述的电池模块。
12.一种电池包,其包括权利要求9所述的锂二次电池。
13.一种预锂化用转移层叠体,其包括:
14.根据权利要求13所述的预锂化用转移层叠体,其中,所述载体膜的与面对所述锂金属层的表面相对的背表面具有17 μm以下的垂直方向最大高度粗糙度sz和3 μm以下的算术平均粗糙度sa。
15.根据权利要求13所述的预锂化用转移层叠体,其中,所述载体膜包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚酰亚胺(pi)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚丙烯、聚乙烯和聚碳酸酯组成的组中的一种或多种。
16.根据权利要求13所述的预锂化用转移层叠体,其中,所述锂金属层的厚度为0.1 μm以上且10 μm以下。
技术总结
本发明涉及一种锂二次电池用电极的制造方法、由此制造的锂二次电池用电极、包括其的锂二次电池和预锂化用转移层叠体,所述方法包括以下步骤:将包括锂金属层和载体膜的转移层叠体层叠在电极活性材料层的一个表面上,所述电极活性材料层设置在电极集流体层的至少一个表面上,其中,所述载体膜的至少一个表面具有17 μm以下的垂直方向最大高度粗糙度(Sz)和3 μm以下的算术平均粗糙度(Sa)。
技术研发人员:李一翻,朱文奎,洪都映,权耀翰,蔡宗铉
受保护的技术使用者:株式会社LG新能源
技术研发日:
技术公布日:2026/9/4
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