[发明专利]锂金属二次电池和包括该锂金属二次电池的电池模块

说明书

披露了一种锂金属二次电池，其包括：电极组件，包括负极、正极、以及插置在负极和正极之间的隔板；其中浸渍有电极组件的非水电解质；和其中容纳有电极组件和非水电解质的电池壳体，其中所述负极包括负极集电器和形成在负极集电器的至少一个表面上的锂金属层，锂金属二次电池的充/放电条件包括在加压状态下对锂金属二次电池进行充电以及在非加压或加压状态下对锂金属二次电池进行放电，并且当在加压状态下对锂金属二次电池进行放电时，放电期间施加的压力被控制为小于充电期间施加的压力。还披露了一种包括所述锂金属二次电池在内的电池模块。

技术领域

本公开内容涉及一种锂金属二次电池和包括该锂金属二次电池的电池模块。更具体地，本公开内容涉及一种具有改善的循环特性的锂金属二次电池和包括该锂金属二次电池的电池模块。

本申请要求于2018年2月7日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0015293号的优先权，通过引用将上述专利申请的包括说明书和附图在内的公开内容结合在此。

背景技术

随着电气、电子、通信和计算机工业的迅速发展，对高容量电池的需求日益增加。为了满足这样的需求，具有高能量密度的使用锂金属或锂合金作为负极的锂金属二次电池已经受到很多关注。

锂金属二次电池是指使用锂金属或锂合金作为负极的二次电池。锂金属具有0.54g/cm³的低的密度和-3.045V的极低的标准还原电位(SHE：基于标准氢电极)，因此作为用于高能量密度电池的电极材料最受关注。

这种锂金属二次电池由于其不良的循环特性而尚未商业化。这是因为在充电期间发生锂的树枝状镀覆(dendritic plating)，从而导致电极的表面积增加以及与电解质的副反应增加。

因此，需要一种用于物理地防止锂的树枝状镀覆的方法。

发明内容

技术问题

本公开内容旨在提供一种能够藉由在充电期间施加预定压力以物理地防止锂的树枝状镀覆而提供改善的循环特性的锂金属二次电池和包括该锂金属二次电池的电池模块。

技术方案

在本公开内容的一个方面，提供一种根据以下实施方式中任一项的锂金属二次电池。

根据第一实施方式，提供一种锂金属二次电池，其包括：

电极组件，包括负极、正极、以及插置在负极和正极之间的隔板；

其中浸渍有电极组件的非水电解质；和

其中容纳有电极组件和非水电解质的电池壳体，

其中所述负极包括负极集电器和形成在负极集电器的至少一个表面上的锂金属层，

锂金属二次电池的充/放电条件包括在加压状态下对锂金属二次电池进行充电以及在非加压或加压状态下对锂金属二次电池进行放电，并且当在加压状态下对锂金属二次电池进行放电时，放电期间施加的压力被控制为小于充电期间施加的压力。

根据第二实施方式，提供根据第一实施方式的锂金属二次电池，其中在充电期间施加的压力为3-150psi。

根据第三实施方式，提供根据第一或第二实施方式的锂金属二次电池，其中在充电期间施加的压力为40-100psi。

根据第四实施方式，提供根据第一至第三实施方式的锂金属二次电池，其中当在加压状态下对锂金属二次电池进行放电时，在放电期间施加的压力为1-10psi。

根据第五实施方式，提供根据第一至第四实施方式的锂金属二次电池，其中在充电期间的电流密度为0.01-4mA/cm²。