[发明专利]堆叠-折叠型电极组件和包括该堆叠-折叠型电极组件的锂金属电池

说明书

本发明涉及一种堆叠‑折叠型电极组件和包括该电极组件的锂金属电池。详细地，根据本发明的示例性实施方式，所述锂金属电池实现为堆叠‑折叠型，并且绝缘带分别贴附至折叠隔离膜的上侧和下侧，从而解决了在充电和放电过程中在负极表面上产生的锂枝晶和死锂暴露的缺陷。

技术领域

本申请要求于2018年8月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0094526号和于2019年8月2日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0094560号的优先权和权益，通过引用将上述专利申请的整体内容结合在此。

本发明涉及一种堆叠-折叠型电极组件和包括该堆叠-折叠型电极组件的锂金属电池。

背景技术

锂金属电池对应于应用由锂金属(Li-metal)或锂合金(Li-alloy)材料制成的负极活性材料的电池，并且由于负极活性材料的特性，锂金属电池理论上可以具有非常高的能量容量，但是随着反复的充电和放电，锂枝晶在负极的表面上生长，并且电池的安全性降低。

当根据通常已知的堆叠-折叠方案来获得锂金属电池时，在充电和放电过程中在负极的表面上生成的锂枝晶和死锂(Dead lithium)(可能不再参与充电和放电的锂)暴露在电极组件的上侧和下侧，并且可能会在电池的内部产生细微短路或完全短路。可能无法以任何形式进一步维持发生了短路的电池的寿命。

发明内容

[技术问题]

本发明致力于提供一种堆叠-折叠型锂金属电池，在这种该锂金属电池中，通过将绝缘带贴附在折叠隔离膜的上侧和下侧防止了在负极表面上产生的锂枝晶和死锂在充电和放电过程中暴露出来。

[技术方案]

本发明的示例性实施方式提供一种堆叠-折叠型电极组件，所述电极组件包括：多个单元电池，所述单元电池包括锂金属负极、正极以及设置在锂金属负极与正极之间的隔离膜；和折叠隔离膜，所述折叠隔离膜连续地设置在彼此相邻的单元电池之间。

然而，不同于通常已知的堆叠-折叠型电极组件，所述电极组件包括分别贴附至折叠隔离膜的上侧和下侧的绝缘带，并且所述电极组件具有其中绝缘带暴露在外部的配置。

附图说明

图1以俯视图示出了一般的堆叠-折叠型电极组件。

图2a示出了在根据本发明的示例性实施方式的锂金属电池被堆叠-折叠之前，绝缘带分别贴附至折叠隔离膜的上侧和下侧。

图2b示出了用于描述绝缘带的宽度的图2a的一部分的放大图。

图3示出了在将绝缘带分别贴附至根据图2的折叠隔离膜的上侧和下侧之后的一个堆叠-折叠的侧面。

图4示出了根据本发明的示例性实施方式和一个比较例的各个锂金属电池的电化学评估结果(详细地，图4a示出了充电容量评估结果，图4b示出了放电容量评估结果，图4c示出了在充电和放电暂停时间(30分钟)之后的OCV评估结果，并且在各个附图中，将比较例1表示为“参考(Ref.)”，并且将实施例1表示为“新试验(New Exp.)”。

具体实施方式

在本说明书中，除非有相反的明确描述，否则词语“包括”和诸如“包括”或“包含”之类的变体将被理解为意味着包括所述元素，而不排除任何其他元素。说明书中使用的“大约”和“基本上”是指与制造和材料中的特定允许误差相同或接近的值，并且还用于防止不道德的侵权者不合理地使用本公开内容，其中为了帮助理解本说明书而提及了精确或绝对数值。如整个本说明书中所使用的，“步骤至”或“……的步骤”并不意味着“用于……的步骤”。

在本说明书中，马库什形式的表达中包括的术语“它们的组合”是指选自由马库什形式表示中所描述的配置组分构成的组中的一种或多种的混合物或组合，并且是指包括选自由所述配置组分构成的组中的一种或多种。