而提供。
[0075] 1.实施例1
[0076] (1)阴极的制备
[0077] 将作为阴极活性材料的LiCoO2、作为导电材料的Super Ρ、聚偏二氟乙烯（PVDF)分 别以95重量％、2. 5重量％和2. 5重量％的量混合，以获得阴极活性材料的浆料，并将该浆 料涂覆在铝集流体上，接着干燥以制备阴极。
[0078] (2)阳极的制备
[0079] 将锂箱放在呈泡沫铜形式并具有400 μ m的平均孔径和90 %的孔隙率的集流体 上，并通过辊压将锂箱嵌入泡沫铜的孔中以获得电极复合材料。此时，锂的量按电极复合材 料的重量计为5重量％。然后，在电极复合材料上形成5 μ m厚的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯 (PVDF-共聚-HFP)作为用于锂离子传导的保护膜，以制备阳极。
[0080] (3)锂二次电池的制备
[0081] 将基于丙烯的多孔膜置于上述制备的阴极和阳极之间以获得电极组合件。将电极 组合件嵌入袋型电池壳中，其中注入非水性电解质溶液（1M LiPF6, EC : EMC = 3 : 7(体 积/体积）），随后完全密封，以制备锂二次电池。
[0082] 2.实施例2
[0083] 重复实施例1的步骤以制备锂二次电池，不同之处为在阳极的制备中锂的量按电 极复合材料的重量计是10重量％。
[0084] 3.实施例3
[0085] 重复实施例1的步骤以制备锂二次电池，不同之处为在阳极的制备中锂的量按电 极复合材料的总重量计是20重量％。
[0086] 4.实施例4
[0087] 重复实施例1的步骤以制备锂二次电池，不同之处为在阳极的制备中锂的量按电 极复合材料的总重量计是30重量％。
[0088] 5.实施例5
[0089] 重复实施例1的步骤以制备锂二次电池，不同之处为在阳极的制备中锂的量按电 极复合材料的总重量计是50重量％。
[0090] 6·对比例I
[0091] 重复实施例1的步骤以制备锂二次电池，不同之处为在阳极制备中不在电极复合 材料上形成用于锂离子传导的保护膜。
[0092] 7.对比例2
[0093] 重复实施例1的步骤以制备锂二次电池，不同之处为使用由铜制成的一般平面集 流体来代替泡沫铜形式，在其上按顺序层压锂箱和作为用于锂离子传导的保护膜的5 μπι 厚聚偏二氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-共聚-HFP)。
[0094] 8.对比例3
[0095] 重复实施例1的步骤以制备锂二次电池，不同之处为使用一般铜箱来代替泡沫铜 形式作为集流体，在其上层压锂箱。
[0096] 9.评估锂二次电池的短路
[0097] 评估在实施例和对比例中制备的锂二次电池发生短路的时间。为此，使电池重复 地经历用〇. IC的电流密度充电和用0.1 C的电流密度放电。其结果显示于表1。
[0098] 表 1
[0099] [表 1]
[0100]
[0101] 如表1中所示，在对比例的电池中发生短路的时间比在实施例中的那些更短。即， 由于实施例的电池包含在含有多孔金属集流体的电极复合材料上具有用于锂离子传导的 保护膜的锂电极，其已被确认由于其多孔结构而防止锂枝晶的生长。锂枝晶的生长在保护 膜的存在下可被更有效地防止，该保护膜在电池的充电/放电期间未剥离，且最终可以有 效地减少电池短路。
[0102] 上述公开仅通过说明的方式给出，且在本公开的精神和范围内的各种改变和修改 将根据该详细描述对本领域技术人员变得明显。因此，应该理解本公开的实施例仅为了说 明目的和对本领域普通技术人员更好地解释而提供，而无意限制本公开的范围。所要保护 的本发明的范围应由权利要求书来限定，其所有等效的技术精神应理解为落在本公开的范 围内。
【主权项】
1. 一种锂电极，包含： 电极复合材料，其包含多孔金属集流体和嵌入存在于所述金属集流体中的孔中的锂金属；以及 用于锂离子传导的保护膜，所述保护膜在所述电极复合材料的至少一个表面上形成。2. 根据权利要求1所述的锂电极，其中所述锂金属按所述电极复合材料的总重量计以 1至50重量％的量嵌入。3. 根据权利要求1所述的锂电极，其中所述金属集流体由选自以下的任一种制成：铜、 镍、铁、铬、锌、不锈钢及其混合物。4. 根据权利要求1所述的锂电极，其中所述金属集流体具有50至99%的孔隙率。5. 根据权利要求1所述的锂电极，其中所述孔具有5至500 ym的尺寸。6. 根据权利要求1所述的锂电极，其中所述金属集流体呈金属网或金属泡沫的形式。7. 根据权利要求1所述的锂电极，其中用于锂离子传导的所述保护膜由选自以下的任 一种制成：聚环氧乙烷（PEO)、聚丙烯腈（PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚偏二氟乙烯 (PVDF)、聚偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯（PVDF-共聚-HFP)、LiPON、Li3N、LixLa1 xTi03(0 < x < I)、Li2S-GeS-Ga2S3及其混合物。8. 根据权利要求1所述的锂电极，其中用于锂离子传导的所述保护膜具有0. 01至 50 ym的厚度9. 一种锂二次电池，包含： 电极组合件，其包含阴极、阳极以及置于其间的隔板； 用于接纳所述电极组合件的电池壳；以及 被引进所述电池壳内以含浸于所述电极组合件中的非水性电解质溶液， 其中所述阳极为根据权利要求1至8中任一项所述的锂电极。10. 根据权利要求9所述的锂二次电池，其中所述阴极包含选自以下的阴极活性材料： LiCo02、LiNi0 2、LiMn2O4' LiCoPO4' LiFePO4' LiNiMnCoO2' LiNi1 x y zCoxMlyM2z02 (其中 Ml 和 M2 各自独立地选自41、附、0)、？6、]?11、￥、0、11、1、了3、]\%和]\1〇，且1、7和2各自独立地为形 成氧化物的元素的原子分数，其中〇彡X < 0? 5,0彡y < 0? 5,0彡z < 0? 5,且x+y+z彡1)， 及其混合物。11. 根据权利要求9所述的锂二次电池，其中所述隔板为由选自以下的任一种制成的 多孔基材：聚乙稀、聚丙稀、聚丁稀、聚戊稀、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚 酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚萘二甲酸 乙二酯及其混合物。12. 根据权利要求9所述的锂二次电池，其中所述非水性电解质溶液包含有机溶剂和 电解质盐。13. 根据权利要求12所述的锂二次电池，其中所述有机溶剂为选自以下的任一种：碳 酸亚乙酯（EC)、碳酸亚丙酯（PC)、碳酸1，2-亚丁酯、碳酸2, 3-亚丁酯、碳酸1，2-亚戊酯、 碳酸2, 3-亚戊酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸亚乙酯（FEC)、碳酸二甲酯 (DMC)、碳酸二乙酯（DEC)、碳酸二丙酯、碳酸乙基甲酯（EMC)、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、二 甲醚、二乙醚、二丙醚、甲基乙基醚、甲基丙基醚、乙基丙基醚、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙 酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、T-丁内酯、T-戊内酯、T-己内酯、〇 -戊内酯、e -己 内酯及其混合物。14. 根据权利要求12所述的锂二次电池，其中所述电解质盐包含选自以下的阴离子： F、Cl、Br、I、NO3、N(CN)2、BF4、ClO 4、PF6、（CF3)2PF4、（CF 3)3PF3、（CF3)4PF 2、（CF3)5PF、 (CF3) 6P ^ CF3SO3 ^ CF3CF2SO3 ^ (CF3SO2) 2N ^ (FSO2) 2N ^ CF3CF2 (CF3) 2C0 ^ (CF3SO2) 2CH ^ (SF5) 3C ^ (CF3SO2) 3C、CF3 (CF2) 7S03、CF3CO2、CH3CO 2、SCN 和（CF 3CF2S02) 2N 〇15. 根据权利要求9所述的锂二次电池，其中所述电池壳呈筒形、棱柱形、袋形或硬币 形。
【专利摘要】本公开涉及锂电极和包含该锂电极的锂二次电池，更具体而言，涉及锂电极，其包含：电极组合件，所述电极组合件包含多孔金属集流体和嵌入在该金属集流体上形成的孔中的锂金属；以及通过涂覆在电极组合件的至少一侧上形成的锂离子传导保护膜，并且涉及包含该锂电极的锂二次电池。根据本发明，能够通过提高锂金属和集流体之间的接触面积来增强锂二次电池的性能，并且能够通过锂电极内电子分布的均匀化来防止在锂二次电池工作期间锂枝晶的生长，由此增加锂二次电池的稳定性。此外，即使保护膜涂覆在电极的表面上，也能够在电池的充电和放电期间防止用于防止锂枝晶形成的锂离子传导保护膜的剥离现象。
【IPC分类】H01M4/62, H01M2/14, H01M10/056, H01M4/48, H01M4/64, H01M10/052, H01M4/13
【公开号】CN105074968
【申请号】CN201480009757
【发明人】孙炳国, 张民哲, 金有美, 朴奇秀
【申请人】株式会社Lg化学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2014年9月3日
【公告号】EP2942828A1, US20150295246