[发明专利]二次电池及其制造方法

权利要求书

1.一种二次电池，所述二次电池包含正电极、负电极和电解质，其中所述正电极包含金属氧化物活性材料，所述负电极包含硅基负电极活性材料，并且所述负电极预掺杂有对应于负电极的初始不可逆容量的量的锂。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，金属氧化物活性材料包含具有尖晶石结构的氧化物，所述氧化物包括钴酸锂、锰酸锂或其混合物。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，硅基负电极活性材料包含选自硅细颗粒、由SiO_x(0.3≤x≤1.6)表示的化合物、二氧化硅、含有镁、钙、铝或其组合的硅酸盐的至少一种。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其中，含有镁的硅酸盐包括MgSiO₃晶体、Mg₂SiO₄晶体或其混合物。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，硅基负电极活性材料包含碳层，所述碳层在其表面上包含碳薄膜。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，基于负电极活性材料的总重量，碳层包含2重量％至10重量％的量的碳。

7.根据权利要求5所述的二次电池，其中，碳层包括选自碳纳米纤维、石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的至少一种。

8.根据权利要求5所述的二次电池，其中，负电极活性材料的颗粒分布中的累积50％平均颗粒直径(D₅₀)为0.5μm至15μm。

9.根据权利要求1所述的二次电池，所述二次电池满足以下关系式1，其中，用于锂掺杂的锂金属板具有10μm至30μm的厚度和0.3g/cm³至0.8g/cm³的密度，[关系式1]

0.5{TA×DA×CA0(100-ICE)/100}/CLt×(CLa/CLt)}×TL×DLTL{TA×DA×CA0(100-ICE)/100}/CLt×(CLa/CLt)×DL

在关系式1中，

TA：负电极的厚度(μm)

DA：负电极的密度(g/cm³)

ICE：初始效率(％)

CA0：负电极的第一充电容量(mAh/g)

CLt：锂的理论容量(3,600mAh/g)

CLa：锂的实际容量(mAh/g)

TL：锂金属板的厚度(μm)

DL：锂金属板的密度(0.53g/cm³)。

10.一种制造根据权利要求1所述的二次电池的方法，所述方法包括：

(1-1)将包含硅基负电极活性材料的负电极活性材料组合物施加到负电极集电器上，以制备负电极；

(1-2)在负电极和锂金属板之间插入隔膜，以制备电池；

(1-3)对步骤(1-2)中获得的电池进行电化学活化，以使用锂对负电极进行预掺杂；以及

(1-4)使用预掺杂有锂的负电极制造二次电池。

11.根据权利要求10所述的制造二次电池的方法，在步骤(1-3)中，所述方法包括在使负电极和锂金属板电化学接触时通过锂的吸附和解吸来使用对应于负电极的初始不可逆容量的量的锂对负电极进行预掺杂。

12.根据权利要求10所述的制造二次电池的方法，其中，在步骤(1-3)中，在使用锂对负电极进行电化学地预掺杂之后，释放对应于负电极的初始不可逆容量的锂的量以外的量的锂，以进行去掺杂。