[发明专利]具有在正极上形成的锂金属的锂二次电池及其制造方法

说明书

本发明涉及一种锂二次电池，特别是涉及一种具有在正极侧形成的作为负极活性材料的锂的锂二次电池。在根据本发明的锂二次电池中，在与大气隔绝的同时通过在负极集电器上形成锂薄膜的过程进行涂布，因此可以抑制由大气中的氧和水分引起的锂金属表面氧化物层的形成，结果导致提高循环寿命性能的效果。

技术领域

本申请要求于2016年7月14日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2016-0089154号的优先权和权益，所述专利申请的全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种锂二次电池，特别是涉及一种具有形成在正极侧的锂金属的锂二次电池，及其制造方法。

背景技术

最近已经开发了各种需要电池的从移动电话、无线电子设备到电动车辆的设备，并且随着这些设备的发展，对二次电池的需求也有所增加。特别是，随着电子产品变轻的趋势，二次电池也趋于更轻和更小。

根据这种趋势，使用锂金属作为活性材料的锂二次电池受到关注。锂金属具有低氧化还原电位(相对于标准氢电极为-3.045V)和高重量能量密度(3,860mAhg^-1)，并且有望作为高容量电池的负极材料。

然而，当使用锂金属作为电池负极时，通常将锂箔附着在平坦的集电器上以制造电池，并且锂的缺点在于难以在一般环境中制备和使用，这是因为锂作为碱金属具有高反应性，从而与水发生爆炸性反应，并且还与大气中的氧反应。特别是，当锂金属暴露在大气中时，由于氧化而获得诸如LiOH、Li₂O和Li₂CO₃的氧化物层。当表面上存在表面氧化物层(原生层)时，所述氧化物层用作降低导电率的绝缘层，并且抑制锂离子的顺利迁移，增加电阻。

出于这些原因，当形成锂负极时进行真空沉积工艺，并且由锂金属反应性引起的形成表面氧化物层的问题得到部分改善，然而，锂金属在电池组装过程期间仍然暴露在大气中，并且从根本上抑制表面氧化物层的形成是不可能的。鉴于上述情况，需要开发能够在使用锂金属提高能量效率的同时解决锂的反应性问题并且更加简化工艺的锂金属电极。

[现有技术文献]

韩国专利申请公开10-2016-0052323号，“Lithium Electrode and LithiumBattery Including the Same(锂电极和包含其的锂电池)”

发明内容

技术问题

如上所述，锂二次电池由于锂金属反应性而在制造过程中受到限制，并且当组装电池时，由于不可避免地与大气中的氧和水分接触而具有电池寿命和性能下降的问题。作为广泛研究的结果，本发明的发明人已经发现了一种在组装电池时防止与存在的大气接触的方法，并且完成了本发明。

因此，本发明的一个方面提供了一种锂二次电池，其通过在形成锂二次电池的锂薄膜的过程中阻挡与大气接触而具有增强的性能和寿命。

技术方案

鉴于上述情况，当组装锂二次电池时，本发明通过在正极混合物的一侧(而不是在负极集电器上)层压锂薄膜来制造电池，并且在之后操作电池的初始充电过程中，层压在正极混合物上的锂以锂离子形式迁移到负极集电器，从而，锂可以在与大气隔绝的同时形成在负极集电器上。

根据本发明的第一方面，提供一种锂二次电池，其中作为锂金属的负极混合物与负极集电器隔开，并位于正极混合物与隔膜之间，并且形成在正极混合物的一个表面上。

根据本发明的第二方面，提供一种锂二次电池，其中作为锂金属的负极混合物与负极集电器隔开，并位于正极混合物与隔膜之间，并且形成在正极混合物的一个表面上，并且在负极集电器与隔膜之间形成聚合物保护层。

有益效果