[发明专利]用于锂电池的负极

说明书

负极包括：包括锂的金属层；和包括具有板结构的碳质材料且设置在所述金属层上的板状碳质材料层。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求在2012年5月16日提交的韩国专利申请No.10-2012-0052204的优先权和权益、以及由其产生的所有权益，将其内容通过参考全部引入本文。

技术领域

本公开内容涉及用于锂电池的负极、包括其的锂电池、及其制造方法。所述负极提供改善的稳定性以及改善的充电和放电特性。

背景技术

锂电池用在用于移动通信的便携式电子装置，例如个人数字助理(PDA)、移动电话、笔记本电脑、电动自行车、或电动汽车中，并具有水性电池的放电电压的超过两倍的放电电压，且因此，具有高的能量密度。

包括碳质(例如石墨)负极材料的锂离子电池由当锂离子嵌入正极和负极或从正极和负极脱嵌时发生的氧化和还原反应产生电能，所述正极和负极各自包括可嵌入和脱嵌锂离子的活性材料。

包括锂金属或锂合金作为负极材料的负极可具有石墨的10倍大的比容量，且由于这样的高容量，已对锂金属和锂合金进行了大量研究。然而，当在负极中使用锂金属或锂合金时，由于在充电期间电解质与锂金属或锂合金之间的化学反应而形成固体电解质界面(SEI，即固体电解质际面)，且形成许多锂枝晶，由此降低充电和放电效率和潜在地导致到正极的短路。

因此，仍然存在对开发具有改善的稳定性以及改善的充电和放电特性的负极、以及包括所述负极的锂电池的需要。

发明内容

技术问题

提供在充电和放电期间具有减少的体积变化的用于锂电池的负极。

提供具有改善的稳定性以及充电和放电特性的锂电池。

额外的方面将在随后的描述中部分地阐明，且部分地将从所述描述明晰。

问题的解决方案

根据一个方面，负极包括：包括锂的金属层；和包括具有板(片)结构的碳质材料且设置在所述金属层上的板状碳质材料层。

所述碳质材料层可具有结晶结构。

所述碳质材料层可具有单层结构或多层结构。

所述碳质材料层可通过剥落方法或通过生长方法形成。

所述碳质材料层可具有薄膜结构。

所述碳质材料层可具有约1纳米(nm)-10微米(μm)的厚度。

所述碳质材料层可具有约1nm-约100nm的厚度。

所述碳质材料层可具有约25平方米/克(m²/g)-约500m²/g的比表面积。

基于1平方厘米(cm²)的所述金属层，所述碳质材料层的量可在约0.03克(g)-约4g的范围内。

所述碳质材料层可进一步包括粘结剂。

所述粘结剂可包括选自如下的至少一种：偏氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、基于丁苯橡胶的聚合物、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、基于丙烯酸酯的橡胶、羟丙基甲基纤维素,和羧甲基纤维素钠(“CMC”)。

所述包括锂的金属层可为包括锂金属的层或包括能与锂成合金的金属的层。

所述碳质材料层可为用于防止所述金属层的恶化的保护层。