[发明专利]锂二次电池的制造方法

说明书

提供一种制备锂二次电池的方法，其包括进行预处理，其中SEI(固体电解质界面)膜通过将电极浸渍于用于形成SEI膜的组合物中并向电极施加电压而在电极上形成，所述组合物包括锂盐、非水性有机溶剂和能够通过电化学氧化或还原分解反应形成SEI膜的SEI膜形成剂；以及使用具有形成于其上的SEI膜的电极制备电极组件，将所述电极组件置于电池盒中，并进行电解液注入和充电的组合过程一次或多次。根据所述制备方法，锂二次电池的输出特性和寿命特性可通过以下步骤进一步改善：预先通过预处理电极而在电极上形成SEI膜，将具有形成于其上的SEI膜的电极置于电池盒中，并逐步注入电解液一次或多次。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月30日在韩国知识产权局提交的第2014-0131746号韩国专利申请以及于2015年9月2日在韩国知识产权局提交的第2015-0124201号韩国专利申请的权益，其全部公开内容通过引证的方式纳入本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种制备锂二次电池的方法，其可同时改善锂二次电池的输出特性和寿命特性。

背景技术

近来，随着信息和电信工业的发展，电子器件正逐渐小型化、轻质化、减小厚度和便携化。因此，对用作所述电子器件的能源的高能量密度电池的需求日益增长。目前，作为最能满足上述需求的电池的锂二次电池的研究正积极地进行。

锂二次电池是一种由正极(positive electrode)、负极(negative electrode)、电解液和在正极和负极之间提供锂离子的移动路径的隔膜组成的电池，其中电能通过锂离子储存于正极和负极中并从正极和负极释放时所发生的氧化和还原反应而产生。

锂二次电池具有约3.6V至约3.7V的平均放电电压，且所述锂二次电池的优点之一在于其具有高于其他碱性电池和镍-镉电池的放电电压。为了实现如此高的操作电压，需要在0V至4.2V的充电和放电电压范围内电化学稳定的电解液组分。

在锂二次电池的最初充电过程中，从正极活性材料例如锂金属氧化物释放的锂离子移动至负极活性材料例如石墨基材料以嵌入负极活性材料的层间。在这种情况下，由于锂为高反应性的，锂在负极活性材料例如石墨基材料的表面上与电解液和构成负极活性材料的碳反应以形成化合物例如Li₂CO₃、Li₂O和LiOH。这些化合物可在负极活性材料例如石墨基材料的表面上形成固体电解质界面(SEI，solid electrolyte interface)膜。

SEI膜可通过起离子通道的作用而仅使锂离子通过。由于离子通道的作用，所述SEI膜可防止由于具有高分子量的有机溶剂分子——其与电解液中的锂离子一起移动——嵌入至负极活性材料的层间中而破环负极结构。因此，已报导，通过防止电解液与负极活性材料之间的接触而避免电解液的分解，且可通过可逆地保持电解液中的锂离子的量而保持稳定的充电和放电。

然而，锂二次电池的SEI膜可能由于包含在电解液中的添加剂或有机溶剂而不稳定，并且虽然SEI膜可稳定地形成，但可由于残余添加剂分解而产生气体。

即使在使用可通过最小化有机溶剂的粘度在低温下的增加并提高锂离子的迁移率而改善高温储存性和低温输出特性的酰亚胺类盐的情况下，仍由于腐蚀的可能性而使在锂二次电池中的使用严重受限。

因此，迫切需要开发一种方法，其能够改善锂二次电池的输出特性和寿命特性，并且同时形成坚固耐用且均匀的SEI膜并选择性地选择和使用电解液。

发明内容

技术问题

本发明提供一种制备锂二次电池的方法，其可通过以下步骤同时改善锂二次电池的输出特性和寿命特性：通过预处理过程制备具有形成于其上的SEI膜的电极，将包括所述电极的电极组件置于电池盒(battery case)中，并于其中注入电解液。