[发明专利]锂二次电池

说明书

本发明涉及一种锂二次电池。更具体地，由于包含在负极中的Li‑Mg合金和包含在电解质中的呋喃系溶剂的相互作用，该锂二次电池可以抑制锂枝晶的生长，并可以抑制从正极溶出的硫化锂和锂负极之间的副反应，从而改善电池的寿命特性。

技术领域

本申请要求基于2021年2月26日提交的韩国专利申请第2021-0026115号的优先权权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种锂二次电池。

背景技术

锂-硫二次电池是包含理论容量大的锂金属作为负极活性材料并且包含硫作为正极活性材料的二次电池，与现有锂二次电池相比，其具有能够实现更高能量密度的优点。

然而，对于锂-硫二次电池的商业化，存在多个问题需要解决。首先，在充电期间，在负极上沉积锂的过程中会形成枝晶，从而可能导致负极(negative electrode)和正极(positive electrode)之间发生短路。其次，由于正极活性材料以硫化锂(LiPS)的形式溶解在电解质中，从而穿梭到负极并然后形成锂-硫化合物，可能导致正极活性材料的损失和负极的钝化。

为了解决这个问题，需要引入能够控制锂枝晶同时防止锂与硫之间发生副反应的负极保护层，或者需要开发一种通过提高锂表面上的扩散性而能够使锂均匀沉积的新型锂复合材料。

韩国专利公开第10-2020-0007081号公开了一种应用于电化学电池的阳极(负极)的新型锂复合材料，其是锂与一种以上非锂金属的固溶体。所述非锂金属与锂形成固溶体而起到集电器的作用，但在抑制锂枝晶的形成和抑制多硫化物的溶出方面仍存在局限性，这是锂-硫二次电池中的问题。

因此，仍需要开发一种能够抑制锂二次电池中锂枝晶形成并抑制锂与硫之间发生副反应的新型锂复合材料。

[现有技术文献]

[专利文献]

韩国专利公开第10-2020-0007081号

发明内容

技术问题

因此，本发明人已确认，为了解决现有技术的问题，当应用锂合金作为锂负极活性材料并且应用呋喃系溶剂作为电解质的溶剂时，可以抑制锂负极中锂枝晶的生长，并且即使正极活性材料中包含硫，也能够抑制锂与硫之间的副反应，从而改善电池的寿命特性。

因此，本发明的目的在于提供一种锂二次电池，其能够抑制负极处锂枝晶的生成，并且能够抑制正极处锂与硫之间的副反应，从而改善电池的寿命特性。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供了一种锂二次电池，其包含正极、负极、隔膜和电解质，其中所述负极包含LiMg，所述电解质包含呋喃系溶剂、锂盐和添加剂。

有益效果

根据本发明的锂二次电池通过负极中所含的Li-Mg合金和电解质中所含的呋喃系溶剂抑制了锂枝晶的生长，并抑制了锂与电解质之间的副反应，从而改善了电池的寿命特性。

附图说明

图1是示出Li-Mg合金和Li-Al合金(或Li-Zn合金)的晶体结构的示意图。

图2a和图2b是示出实施例1和比较例1至5的寿命特性的图。

图3是实施例1和比较例4的负极表面的光学照片和3D立体照片。

图4a和图4b分别是实施例1和比较例4的负极的截面SEM(扫描电子显微镜)照片和EDS(能量色散X射线光谱)分析结果。

具体实施方式

在下文中，将更详细地描述本发明以帮助理解本发明。