[发明专利]锂二次电池用负极及包含其的锂二次电池

说明书

本发明涉及锂二次电池用负极及包含其的锂二次电池，所述负极包含：包含锂的负极活性层；和设置在所述负极活性层上的保护层，其中所述保护层包含：聚合物基质，其包含聚合物的三维交联网络结构或者包含非交联线性聚合物；和在所述聚合物基质中的电解质，所述电解质的量基于100重量份所述聚合物基质为100至1000重量份，因此即使在电池重复充放电时也不存在电解质损失和因此电池寿命特性降低的风险，并且抑制了锂枝晶的生长，由此增强了电池安全性。

技术领域

本发明涉及锂二次电池用负极(negative electrode)和包含其的锂二次电池，所述负极即使在电池重复充放电期间也不具有关于电解质损失和因此电池寿命特性劣化的担忧，并且由于抑制了锂枝晶的生长而具有改进的稳定性。

背景技术

锂二次电池(例如锂离子电池)、镍氢电池和其它二次电池作为车载电源或作为便携式装置如笔记本电脑等的电源变得越来越重要。特别地，能够获得高能量密度且质轻的锂二次电池可优选用作车载高输出电源，因此在未来可期望其持续增长的需求。

锂二次电池使用能够嵌入和脱嵌锂离子的材料作为负极和负极活性材料，并且通过在正极(positive electrode)与负极之间夹设多孔隔膜且然后注入液体电解质来制备。由于锂离子在负极和正极中的嵌入和脱嵌而通过氧化还原反应生成或消耗电力。

然而，由于电池重复充放电期间电极的体积变化，可能发生电解质的损失和损耗，由此引起电池驱动过程不继续的问题。

因此，需要开发能够抑制电解质损失以改进电池寿命特性并且还抑制锂枝晶生长以改进锂电极稳定性的电极材料。

现有技术

专利文献

韩国专利号10-0359605(于2002年10月22号登记)

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供如下的负极，所述负极即使在电池重复充放电期间也不具有关于电解质损失和因此电池寿命特性劣化的担忧，并且由于抑制了锂枝晶的生长而具有优异的稳定性。

本发明的另一个目的是提供包含所述负极并由此具有改进的电池性能和稳定性的锂二次电池。

技术方案

本发明的一个实施方式提供锂二次电池用负极，所述负极包含含有锂金属或锂金属合金的负极活性层和布置在所述负极活性层上面的保护层，其中所述保护层包含：聚合物基质，所述聚合物基质具有聚合物的三维交联网络结构或者包含非交联线性聚合物；和在所述聚合物基质中的电解质，所述电解质的量基于100重量份所述聚合物基质为100至1000重量份。

所述保护层可包含具有聚合物的三维交联网络结构的多孔聚合物基质，并且所述电解质可包含在所述多孔聚合物基质的孔内。

所述多孔聚合物基质可具有5体积％至80体积％的孔隙率。

所述三维交联网络可以通过选自以下的交联而形成：经聚合物之间的支链的化学交联，一种或多种具有反应性多官能团的单体之间的偶联，通过嵌段共聚物的相分离形成的簇结构域(cluster domains)的物理交联，和离聚物的离子交联。

所述聚合物基质可包含聚二甲基硅氧烷或其衍生物的交联聚合物。

所述聚合物基质可包含聚倍半硅氧烷。

所述聚合物基质可通过在两种或更多种具有反应性多官能团的单体之间的偶联而包含三维共价有机框架。