[发明专利]包括具有提高的抗劣化性的负极的锂二次电池及其制造方法

说明书

本发明涉及一种锂二次电池及制造该锂二次电池的方法。该锂二次电池包括负极，该负极的特定区域包括未涂覆负极活性物质的未涂覆部分。该锂二次电池包括对在充电和放电期间负极活性物质的体积膨胀引起的劣化具有提高的抵抗性的负极，因此能够表现出高容量和优异的寿命特性。

技术领域

本发明涉及锂二次电池及其制造方法。

背景技术

近来，随着对例如移动设备的电子设备的需求的增加，对作为这些电子设备的驱动电源的例如锂电池、锂离子电池和锂离子聚合物电池的锂二次电池的需求已经显著增加。此外，随着世界各地对汽车的燃料效率和尾气排放的法规趋严的趋势，电动汽车市场的增长已经加速，相应地，对中型和大型二次电池，例如对用于电动汽车(EV)的二次电池和用于能量存储系统(ESS)的二次电池的需求，预计将快速增加。

二次电池技术的发展不断加快。尤其是硅基负极，由于其理论容量(3580mAh/g)比石墨容量(372mAh/g)高出几倍，作为用于下一代移动设备、EV和ESS中使用的锂二次电池的负极，其表现尤为突出。

然而，硅基负极活性物质在与锂反应时，即在锂二次电池充电和放电时，伴随着严重的体积变化(～400％)，其可能导致硅基负极活性物质和集流体之间或负极活性物质之间的脱离。这可能导致在长充电/放电循环中锂二次电池可逆容量的损失，从而显著降低锂二次电池的性能，例如寿命特性。此外，由于体积膨胀，在设计电池时应该考虑体积变化的程度，因此，每单位体积的能量密度可能显著降低。因此，由于这些问题，即使包括硅基负极的锂二次电池具有例如高容量的优点，也难以将包括硅基负极的锂二次电池投入实际使用。

为了解决上述问题，已经尝试了几种技术，例如硅的组成变化(SiO_x或SiO)、硅的结构变化(多孔的、一维或二维的、或核壳)，以及硅与其他与硅相比具有较小体积膨胀或多孔性质的物质的组合(Si/C或SiO/C)。然而，这些技术仍然存在的问题是，在锂二次电池充电和放电时，锂二次电池的性能由于负极的劣化而变差。此外，这限制了具有高容量的锂二次电池的实现。

因此，有必要在使用含有高含量的硅基负极活性物质的负极的同时，通过提高对锂二次电池充电和放电时由于硅基负极活性物质的体积膨胀而导致的性能劣化的抵抗性来开发一种具有高容量和优异的寿命特性的锂二次电池。

发明内容

[技术问题]

本发明的一个实施方案旨在提供一种通过包括在含有高含量的硅基负极活性物质的同时，在防止由于锂二次电池充电和放电时硅基负极活性物质的体积膨胀而导致的劣化方面得到改进的负极而具有高容量和优异的寿命特性的锂二次电池。

本发明的另一个实施方案旨在提供一种通过更简单的工艺法制造通过包括在含有高含量的硅基负极活性物质的同时，在防止由于锂二次电池充电和放电时硅基负极活性物质的体积膨胀而导致的劣化方面得到改进的负极而具有高容量和优异的寿命特性的锂二次电池的方法。

[技术方案]

在一个总的方面，锂二次电池包括：负极，其包括负极集流体部分和从所述负极集流体部分的一个表面的一部分突出的负极极耳部分，

其中所述负极集流体部分包括涂覆有负极活性物质的涂覆部分和未涂覆负极活性物质的未涂覆部分，并且

当从上方观察负极时，未涂覆部分位于与所述负极集流体部分和所述负极极耳部分之间的边界线的延长线相邻的位置处。

未涂覆部分可以具有选自一条或多条具有宽度的纵向线、一条或多条具有宽度的横向线及它们的组合中的任意一种形状。

未涂覆部分可以位于与负极集流体部分和负极极耳部分之间的边界线的至少一个端点相邻的位置处。

未涂覆部分可以包括一条或多条从负极集流体部分和负极极耳部分之间的边界线的至少一个端点处开始并具有宽度的纵向线。