本申請(qǐng)要求基于2022年11月2日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)no.10-2022-0144772和2023年10月31日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)no.10-2023-0148468的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。本發(fā)明涉及一種全固態(tài)鋰離子二次電池。

背景技術(shù)：

1、最近，使用固體電解質(zhì)作為電解質(zhì)的全固態(tài)二次電池備受關(guān)注。為了提高這種全固態(tài)二次電池的能量密度，已經(jīng)提出使用鋰作為負(fù)極活性材料。鋰的容量密度(單位重量的容量)約為通常用作負(fù)極活性材料的石墨的容量密度的10倍。因此，如果使用鋰作為負(fù)極活性材料，則可以在使全固態(tài)二次電池變薄的同時(shí)提高輸出。

2、作為全固態(tài)鋰離子二次電池，例如，已知設(shè)置由與鋰形成合金的金屬形成的金屬層作為負(fù)極活性材料層，并在負(fù)極活性材料層上提供由非晶碳制成的界面層。在這種全固態(tài)鋰離子二次電池的情況下，充電時(shí)，金屬鋰在非晶碳界面層和負(fù)極活性材料層之間析出，放電時(shí)，相應(yīng)的金屬鋰被離子化并向正極移動(dòng)。

3、然而，當(dāng)如上所述的全固態(tài)鋰離子二次電池重復(fù)充電和放電時(shí)，在非晶碳界面層和負(fù)極活性材料層之間析出的金屬鋰可能被離子化并溶解，產(chǎn)生空隙，從而使其無法用作電池。因此，當(dāng)實(shí)際使用這種全固態(tài)鋰離子二次電池時(shí)，為了防止因充電和放電而形成空隙，需要在正極集流體和負(fù)極集流體的兩側(cè)插入端板等來施加高的外部壓力。然而，施加外部壓力的端板的存在可能成為全固態(tài)鋰離子二次電池變薄的障礙。

4、因此，正在積極進(jìn)行無需高外部壓力且放電容量?jī)?yōu)異的全固態(tài)鋰離子二次電池的開發(fā)。

5、[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

6、[專利文獻(xiàn)]

7、韓國(guó)公開專利公開no.10-2015-0064697

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、[技術(shù)問題]

2、本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題而設(shè)計(jì)的，并且本發(fā)明的目的是提供一種全固態(tài)鋰離子二次電池，其無需施加高的外部壓力，抑制枝晶的形成并且具有優(yōu)異的放電容量和壽命特性。

3、[技術(shù)方案]

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種全固態(tài)鋰離子二次電池，其包括：

5、正極、負(fù)極以及介于所述正極和所述負(fù)極之間的固體電解質(zhì)，

6、其中，所述負(fù)極包括負(fù)極集流體和負(fù)極活性材料層，并且

7、所述負(fù)極活性材料層包含碳材料和ag，并且包括兩個(gè)以上的層。

8、[有益效果]

9、本發(fā)明的全固態(tài)鋰離子二次電池?zé)o需施加高的外部壓力，抑制枝晶的形成，并提供優(yōu)異的放電容量和壽命特性。

技術(shù)特征：

1.一種全固態(tài)鋰離子二次電池，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，所述兩個(gè)以上的層包括含有碳材料和ag的兩個(gè)層，并且所述兩個(gè)層具有不同的ag含量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，在所述含有碳材料和ag的兩個(gè)層中，與所述負(fù)極集流體相鄰設(shè)置的層具有比與所述固體電解質(zhì)相鄰設(shè)置的層更高的ag含量比。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，與所述負(fù)極集流體相鄰設(shè)置的層含有的ag是與所述固體電解質(zhì)相鄰設(shè)置的層的1.5至10倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，所述含有碳材料和ag的兩個(gè)層各自獨(dú)立地具有1μm至50μm的厚度。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，除了所述含有碳材料和ag的兩個(gè)層之外，其還包括含有基于負(fù)極活性材料的總共100重量％為0至5重量％的ag和碳材料的層。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，含有0至5重量％的ag和碳材料的所述層是不含ag的層。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，含有0至5重量％的ag和碳材料的所述層設(shè)置在所述含有碳材料和ag的兩個(gè)層之間、或者設(shè)置在所述兩個(gè)層中的與固體電解質(zhì)相鄰的層和固體電解質(zhì)之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，含有0至5重量％的ag和碳材料的所述層設(shè)置在所述兩個(gè)層中與固體電解質(zhì)相鄰的層和固體電解質(zhì)之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，含有0至5重量％的ag和碳材料的所述層具有1μm至30μm的厚度。

11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，除了所述含有碳材料和ag的兩個(gè)層之外，其還包括含有基于負(fù)極活性材料的總共100重量％為80至100重量％的ag的層。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，所述含有基于負(fù)極活性材料的總共100重量％為80至100重量％的ag的層設(shè)置在所述兩個(gè)層中與負(fù)極集流體相鄰的層和負(fù)極集流體之間。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，所述兩個(gè)以上的層包括含有碳材料和ag的一個(gè)層以及含有0至5重量％的ag和碳材料的一個(gè)層。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，所述正極包括正極集流體和正極活性材料層。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固態(tài)鋰離子二次電池，其中，所述固體電解質(zhì)是硫化物基固體電解質(zhì)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種全固態(tài)鋰離子二次電池，其包括正極、負(fù)極以及介于正極和負(fù)極之間的固體電解質(zhì)，其中所述負(fù)極包括負(fù)極集流體和負(fù)極活性材料層，并且其中所述負(fù)極活性材料層包含碳材料和Ag，并且包括兩個(gè)以上的層。

技術(shù)研發(fā)人員：金奈潤(rùn),韓達(dá)景,鄭理珍,李東燦,崔蘭,金瑟僭,廉智皓
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社LG新能源
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15