[发明专利]锂二次电池

说明书

本发明涉及一种锂二次电池，其表现出优异的寿命特性和稳定性，其中，电解液的副反应得到最小化，并且锂枝晶的不均匀生长得到有效抑制。

[技术领域]

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年5月14日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0056447以及于2020年5月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0055448的权益，通过援引将其公开内容完整并入本文。

本发明涉及一种寿命特性得到提高的锂二次电池。

[背景技术]

随着电气、电子、通信和计算机行业的快速发展，对高容量电池的需求日益增加。为了满足这种需求，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备受关注。

锂金属二次电池是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的低密度和-3.045V(基于SHE：标准氢电极)的极低标准还原电位，因此，作为高能量密度电池的电极材料而最受关注。

在这种锂金属二次电池的情况下，与现有的锂离子二次电池不同，将锂金属镀覆在负极上并充电、剥离和放电，其中，锂枝晶可能在负极中生长。如果锂枝晶在负极表面上不均匀地生长，则可能损坏置于正极和负极之间的隔膜，并且可能引起内部短路，从而可能导致着火。因此，应必须确保防止锂枝晶生长的技术。

[发明内容]

技术问题

本发明的目的是提供一种锂二次电池，其能够防止由锂枝晶的生长而引起的寿命特性劣化和电芯短路，其中，电解液的副反应得到最小化。

技术方案

为了实现该目的，提供了一种锂二次电池，其包括正极、负极、置于所述正极和所述负极之间的隔膜，以及电解液，

其中，所述负极包括集流体、经亲水性表面改性的多孔聚烯烃膜保护层，以及可选的置于所述集流体和所述保护层之间的锂金属层，

所述多孔聚烯烃膜保护层对将LiFSI以3.5M的浓度溶解在体积比为3:7的聚碳酸酯和碳酸二甲酯的溶剂混合物中而制备的电解液的接触角为40°以下，并且

所述电解液包括有机溶剂和锂盐，并且包括浓度为2M至7M的锂盐。

多孔聚烯烃膜保护层可以通过等离子体处理而经亲水性表面改性。

多孔聚烯烃可以是烯烃单体的聚合物或烯烃单体与极性单体的共聚物。

其中，烯烃单体可以是选自由乙烯、丙烯、1-丁烯、1,3-丁二烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯和1-二十碳烯组成的组中的一种或多种。

而且，极性单体可以是选自由不饱和羧酸及其衍生物、苯乙烯衍生物、(甲基)丙烯酰胺及其衍生物、丙烯腈及其衍生物和C1-6烷基乙烯基酮组成的组中的一种或多种。

优选地，极性单体可以是选自由(甲基)丙烯酸、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈和甲基乙烯基酮组成的组中的一种或多种。

多孔聚烯烃膜的透气性可以为300sec/100cc以下。

多孔聚烯烃膜保护层的厚度可以为1至30μm。

多孔聚烯烃膜保护层的孔径可以为10至1000nm且孔隙率可以为20至80％。