[发明专利]锂电极的预处理方法和锂金属电池

说明书

本发明涉及一种预处理锂电极的方法和锂金属电池，更特别地涉及一种通过将锂电极浸入用于形成固体电解质界面的组合物中进行预处理而使锂电极稳定的方法和包含这样的锂电极的锂金属电池。根据本发明，当通过锂电极的预处理工序预先在所述锂电极上形成这样的固体电解质界面(SEI)，然后将在其上形成有SEI膜的锂电极用于锂金属电池时，降低了界面电阻并能够提高Li充电和放电效率。

技术领域

本申请要求于2016年11月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2016-0157341号的优先权和权益，通过参考将其全部内容并入本文中。

本发明涉及一种预处理锂电极的方法和锂金属电池，特别地涉及一种通过将锂电极浸入用于形成固体电解质界面的组合物中的预处理来稳定锂电极的方法、以及包含这样的锂电极的锂金属电池。

背景技术

已知使用锂金属和非水电解质作为基础的电化学体系是热力学不稳定的，结果在锂电极表面上形成由因锂与电解质组分之间的相互作用得到的产物而形成的膜。该膜的性质由形成电解质体系的组分的化学性质决定，并且在各种电解质中，可以在锂电极表面上形成钝化膜，这对于电解质本身具有有利的保护性能并对于锂离子具有高离子传导率。

通常，在二次电池中，在使用锂金属作为负极的锂金属电池的运行期间，锂离子在锂电极表面上被还原，并且根据形成电解液的溶剂和锂盐的组合，具有各种组成的固体电解质界面(SEI)在锂电极上形成，并不可逆地发生。然而，当形成在锂电极表面上的SEI层不稳定时，电解液与锂电极之间的直接反应一直发生，产生额外的不可逆性，这导致电池的充电和放电效率降低。另外，不稳定的SEI层的形成起到缩短电池寿命的因素的作用，例如引起电解液耗尽和产生作为副产物的气体。

[现有技术文献]

(专利文献1)韩国专利申请公开公报第2016-0050222号，“Electrolyte solutionfor lithium metal battery and lithium metal battery including the same(用于锂金属电池的电解液和包含其的锂金属电池)”

发明内容

技术问题

因此，本发明的一个方面提供一种在锂电极上形成稳定的固体电解质界面(SEI)的预处理方法。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种预处理锂电极的方法，所述方法通过将锂电极浸入用于形成固体电解质界面(SEI)的组合物中来预处理锂电极。用于形成固体电解质界面的组合物可以仅使用醚类溶剂，可以将锂盐混合到醚类溶剂中，或者可以合并醚类溶剂、锂盐和添加剂三种组分。

根据本发明的另一方面，提供一种包含稳定的锂电极的锂金属电池。

有益效果

根据本发明，当使用锂电极的预处理工序预先在锂电极上形成这样的固体电解质界面(SEI)，然后将形成有SEI层的锂电极用于锂金属电池时，获得降低界面电阻并提高Li充电和放电效率的效果。

附图说明

图1显示了本发明实施例1～6和比较例1的效率随浸渍时间而变化的数据。

图2显示了本发明实施例4～9和比较例1的浸渍预处理的锂金属电极的界面电阻随老化时间而变化的数据。

图3显示了对本发明的比较例1、实施例5、实施例11和13进行比较的效率随SEI层形成效果而变化的数据。

图4显示了本发明实施例10～13和比较例1和2的浸渍预处理的锂金属的界面电阻随老化时间而变化的数据。

具体实施方式