[发明专利]锂电极制造装置和制造方法

说明书

本发明涉及一种锂电极的制造装置和制造方法，并且更具体地，本发明提供一种锂电极的制造装置，其包含切割台、激光照射部和锂金属膜供给部，其中在所述切割台的上表面上形成有多个吸附孔和多个单元电极图案凹槽。根据本发明的制造装置，不仅锂电极的切割品质是优异的，而且毛刺的出现也受到抑制，从而使得能够制造精确的锂电极。

技术领域

本申请要求于2018年12月7日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0156543号和于2019年12月6日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0161907号的权益，这些韩国专利申请的公开内容以引用的方式整体并入本文中。

本发明涉及锂电极制造装置和制造方法。

背景技术

随着电气、电子、通信和计算机行业的快速发展，近来对具有高性能和高稳定性的二次电池的需求迅速增长。特别是，根据电池和电子产品的轻量化、薄型化、小型化和便携性的趋势，还需要作为核心部分的二次电池的轻量化和小型化。此外，由于因环境污染问题和石油枯竭而已经出现了对新型能量供应源的需求，因此对开发能够解决这样的需求的电动车辆的需求已经日益增长。在二次电池中，轻质、表现出高能量密度和工作电位并且具有长循环寿命的锂二次电池近来备受关注。

锂二次电池具有其中包含正极、负极和置于正极与负极之间的隔膜的电极组件被层压或卷绕的结构，并且锂二次电池是通过将该电极组件嵌入电池壳中并且将非水电解液注入其内部而构成的。在这种情况下，锂二次电池的容量根据电极活性材料的类型而不同并且在实际驱动时的容量不能通过多达理论容量的充分的容量来确保，并且因此这样的电池尚未被商业化。

为了获得具有高容量的锂二次电池，使用通过与锂发生合金化反应而具有高储存容量特性的金属材料，如硅(4200mAh/g)和锡(990mAh/g)作为负极活性材料。然而，当使用诸如硅和锡的金属作为负极活性材料时，体积在与锂进行合金化的充电过程中膨胀到约4倍，并且在放电过程中收缩。由于在充电/放电过程中反复发生的电极的大体积变化，因此活性材料逐渐粉化并且从电极上脱落，并且因此容量迅速降低，从而使得难以确保稳定性和可靠性并且因此导致商业化失败。

由于与上述负极活性材料相比，锂金属具有3860mAh/g的优异的理论容量和-3.045V的低氧化/还原电位(相对于标准氢电极(SHE))，由此使得能够实现具有高容量和高能量密度的电池，因此对使用锂金属作为锂二次电池用负极活性材料的锂金属电池(LMB)进行了许多研究。

然而，存在以下问题：锂作为碱金属具有高反应性，并且与其它金属相比，具有低熔点和高延展性，从而使得在一般环境下难以进行电极制造工序。

因此，为了解决上述问题，已经提出了与使用锂金属制造电极有关的各种技术。

例如，韩国专利公布第2008-0101725号公开了一种通过使用光纤脉冲激光器切割在金属箔上涂有包含活性材料的涂层的电极的工序而制造锂二次电池用电极的方法。

此外，韩国专利公布第2018-0104389号公开了一种二次电池用电极的制造方法，其使用模具或切割器压制和切割涂有电极活性材料的电极片。

然而，这些现有技术文献涉及的是在电极集电器上涂有电极活性材料的电极，而不适用于使用锂金属的电极制造。此外，这些现有技术还具有以下缺点：在其中需要轻、薄、短和小的二次电池的当前的产业趋势中，很难以期望的水平制造精确的电极。因此，需要进一步开发通过简单而有效的工序制造锂电极的技术。

[现有技术文献]

[专利文献]

韩国专利公布第2008-0101725号(2008年11月21日)，Process for PreparingElectrode of Lithium Secondary Battery Using Fiber Pulse Type Laser(使用光纤脉冲式激光器制造锂二次电池的电极的方法)。