[发明专利]负极预锂化及预钠化方法、预锂化及预钠化负极和包括该预锂化及预钠化负极的锂二次电池

说明书

披露了一种用于负极的预锂化及预钠化的方法，包括以下步骤：制备负极，所述负极包括负极集电器和形成在所述负极集电器的至少一个表面上的负极活性材料层；将包含锂金属粉末、聚合物粘合剂和分散介质的组合物施加到所述负极活性材料层上并对其进行干燥，以形成锂金属层；将包含钠金属粉末、聚合物粘合剂和分散介质的组合物施加到所述锂金属层上并对其进行干燥，以形成钠金属层；和将具有所述锂金属层和所述钠金属层的所述负极浸入用于预锂化及预钠化的电解质中。还披露了一种通过该方法获得的预锂化及预钠化负极和一种包括所述预锂化及预钠化负极的锂二次电池。

技术领域

本公开内容涉及一种用于负极的预锂化及预钠化的方法、预锂化及预钠化负极和包括该预锂化及预钠化负极的锂二次电池。具体地，本公开内容涉及一种用于提高锂二次电池的初始效率的用于负极的预锂化及预钠化的方法、预锂化及预钠化负极和包括该预锂化及预钠化负极的锂二次电池。

本申请要求于2019年9月6日在韩国提交的韩国专利申请第10-2019-0110945号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容结合在此。

背景技术

近来，储能技术受到越来越多的关注。随着储能技术的应用扩展到手机、摄像机和笔记本电脑的能源、甚至电动汽车的能源，电化学装置的研究和开发工作已经越来越多地付诸实施。在这种情况下，电化学装置最受关注。在这些电化学装置中，可充电二次电池的开发已成为焦点。最近，人们积极地研究设计一种新型电极和电池，以提高开发此类电池的容量密度和比能量。

在市售的二次电池中，于20世纪90年代早期开发的锂二次电池备受关注，因为与使用液体电解质的诸如镍氢、镍镉和硫酸铅电池之类的传统电池相比，锂二次电池具有更高的工作电压、显著更高的能量密度、更长的循环寿命和更低的自放电率。

由于传统的锂二次电池使用诸如LiCoO₂或LiMn₂O₄的锂嵌入化合物作为正极，因此通过使用未嵌入锂的碳电极作为负极来制造此类电池。在碳电极的情况下，在初始充电时在其表面上形成钝化涂膜，并且该涂膜阻止有机溶剂插入碳晶格层之间的间隙并抑制有机溶剂的分解。以这种方式，可以提高碳结构的稳定性和碳电极的可逆性，以允许将碳电极用作锂二次电池的负极。

然而，由于这种涂膜的形成是不可逆的反应，因此锂离子被消耗，从而导致电池容量不希望地降低。此外，由于碳电极和正极的充电/放电效率并非完全100％，因此随着循环次数的增加，锂离子会发生消耗，从而导致电极容量下降和循环寿命下降的问题。

为了解决上述问题已经进行了许多研究，并且已经发现使用预锂化碳电极作为负极可以提供高容量锂二次电池而不会降低容量，因为在预先进行初始充电时发生涂层成膜。还发现可以显著提高循环寿命，因为这种预锂化碳电极补偿了随着循环次数增加而消耗的锂离子。

之后，对于诸如碳电极之类的负极的预锂化进行了积极的研究。典型地，已经考虑了一种通过物理化学过程将碳质活性材料锂化并制造电极的方法、以及一种用于对碳电极进行电化学预锂化的方法。

然而，由于用于预锂化方法的锂价格昂贵，因此需要一种替代上述预锂化方法的新方法。

发明内容

技术问题

设计本公开内容以解决现有技术的问题，因此本公开内容旨在提供一种用于提高锂二次电池的初始效率的用于负极的预锂化及预钠化的方法。

本公开内容还旨在提供一种通过所述用于负极的预锂化及预钠化的方法获得的负极、和一种包括该负极的锂二次电池。

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的任一项的用于负极的预锂化及预钠化的方法。

根据本公开内容的第一实施方式，