本申請要求分別于2014年6月13日和2014年10月29日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請10-2014-0072249號和10-2014-0147909號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，通過參考將其完整內(nèi)容并入本文中。本申請涉及一種鋰電極和一種包含所述鋰電極的鋰電池。
背景技術(shù)：
：化學(xué)電池由正極(陽極：電池負(fù)極)、負(fù)極(陰極：電池正極)、用于隔開所述負(fù)極和所述正極的隔離膜(隔膜)和用于通過幫助電荷轉(zhuǎn)移以消除在電化學(xué)反應(yīng)期間產(chǎn)生的極化的電解質(zhì)構(gòu)成，并且通常將把鋰用作負(fù)極的電池稱為鋰電池。由于鋰是高反應(yīng)性金屬，所以包含鋰的鋰電極具有穩(wěn)定性的問題，因?yàn)樵诩庸ぶ须y以處理電極本身。此外，當(dāng)使用鋰金屬作為電極時(shí)，在充電和放電過程中形成鋰枝晶，并且枝晶可能產(chǎn)生電池的短路等。因此，需要研究和開發(fā)鋰電極以同時(shí)改善鋰電極的穩(wěn)定性以及包含鋰電極的鋰電池的性能和穩(wěn)定性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：[技術(shù)問題]本申請致力于提供一種鋰電極和一種包含所述鋰電極的鋰電池。[技術(shù)方案]為了解決所述問題，本申請?zhí)峁┮环N鋰電極，所述鋰電極包含：包含鋰的電極層；和保護(hù)層，所述保護(hù)層設(shè)置在所述電極層的至少一個(gè)表面上并且包含鋰離子傳導(dǎo)聚合物，所述鋰離子傳導(dǎo)聚合物包含選自-SO3Li、-COOLi和-OLi中的至少一種官能團(tuán)。此外，本申請?zhí)峁┌鲣囯姌O的鋰電池。有益效果根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的鋰電極具有提高穩(wěn)定性的效果。根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的鋰電極具有提高鋰離子傳導(dǎo)性的效果。根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的鋰電池具有提高耐久性的效果。根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的鋰電池具有抑制鋰枝晶生長以防止短路的效果。根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的鋰電池具有提高電池的壽命和穩(wěn)定性的效果。附圖說明圖1是通過對根據(jù)本申請的比較例1、實(shí)施例1和實(shí)施例2制備的電池測量性能而獲得的圖。圖2顯示了相關(guān)技術(shù)中的鋰電極、和根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的包含保護(hù)層的鋰電極。圖3顯示了根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的鋰電極，所述鋰電極包括還包含無機(jī)粒子的保護(hù)層。具體實(shí)施方式下文中，將詳細(xì)描述本申請。本申請?zhí)峁┮环N鋰電極，所述鋰電極包含：包含鋰的電極層；和保護(hù)層，所述保護(hù)層設(shè)置在所述電極層的至少一個(gè)表面上并且包含鋰離子傳導(dǎo)聚合物，所述鋰離子傳導(dǎo)聚合物包含選自-SO3Li、-COOLi和-OLi中的至少一種官能團(tuán)。根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的鋰電極具有由于保護(hù)層而提高電極本身的穩(wěn)定性的效果。因此，具有在加工中容易處理電極的效果，并且即使當(dāng)鋰電極包含在電池中時(shí)，仍能抑制鋰枝晶生長以防止短路。此外，可以提高電池的壽命和穩(wěn)定性。圖2示出了相關(guān)技術(shù)中的鋰電極、和根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的包含保護(hù)層的鋰電極。如圖2中所示，通常在電池的充電和放電過程中產(chǎn)生鋰枝晶，當(dāng)應(yīng)用保護(hù)層時(shí)，可以通過物理地阻斷鋰枝晶生長來提高充電和放電效率。下圖2中的X示意性顯示鋰枝晶由于保護(hù)層而不能物理生長。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，鋰離子傳導(dǎo)聚合物可以包含由如下化學(xué)式D表示的重復(fù)單元。[化學(xué)式D]在化學(xué)式D中，R是未被取代的或被選自氟、氧、氮和硫中的至少一者取代的烴基，X是-SO3Li、-COOLi或-OLi，且y為2～100000。在本申請中，“烴基”是指具有碳骨架的基團(tuán)，并且碳骨架中的碳(C)可以被選自氧(O)、氮(N)和硫(S)中的至少一種代替，且氫(H)可以被鹵素、特別是氟(F)代替。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，包含由化學(xué)式D表示的重復(fù)單元的鋰離子傳導(dǎo)聚合物的端基可以選自如下基團(tuán)：氫、鹵素基團(tuán)、羥基和胺基。由化學(xué)式D表示的重復(fù)單元可以具有500～1000000、特別是100000～1000000的重均分子量。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，化學(xué)式D可以由如下化學(xué)式E表示。[化學(xué)式E]在化學(xué)式E中，A是-OCF2CF(CF3)-或直接鍵，k為1～30的整數(shù)，s為1～10的整數(shù)，且y為2～100000的整數(shù)。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，化學(xué)式E可以由如下化學(xué)式E-1、化學(xué)式E-2、化學(xué)式E-3或化學(xué)式E-4表示。[化學(xué)式E-1][化學(xué)式E-2][化學(xué)式E-3][化學(xué)式E-4]在化學(xué)式E-1～E-4中，k和y與化學(xué)式E中定義的相同。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，鋰離子傳導(dǎo)聚合物可以包括包含如下化學(xué)式A的重復(fù)單元和如下化學(xué)式B的重復(fù)單元的共聚物。[化學(xué)式A][化學(xué)式B]在化學(xué)式A和B中，m和n表示重復(fù)單元的數(shù)目，1≤m≤500，且1≤n≤500，X1、X2和X3彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地由如下化學(xué)式1～3中的任一者表示：[化學(xué)式1][化學(xué)式2][化學(xué)式3]在化學(xué)式1～3中，L1為直接鍵、或-CZ2Z3-、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-SiZ2Z3-和取代或未取代的二價(jià)芴基中的任一者，Z2和Z3彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為氫、烷基、三氟甲基(-CF3)和苯基中的任一者，S1～S5彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為：氫；氘；鹵素基團(tuán)；氰基；腈基；硝基；羥基；取代或未取代的烷基；取代或未取代的環(huán)烷基；取代或未取代的烷氧基；取代或未取代的烯基；取代或未取代的甲硅烷基；取代或未取代的硼基；取代或未取代的胺基；取代或未取代的芳基；或取代或未取代的雜芳基，a、b、c、p和q彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為0以上且4以下的整數(shù)，p+q≤6，a'為1以上且5以下的整數(shù)，在化學(xué)式B中，Y1由如下化學(xué)式4～6中的任一者表示：[化學(xué)式4][化學(xué)式5][化學(xué)式6]在化學(xué)式4至6中，L2為直接鍵、或選自-CO-、-SO2-和取代或未取代的二價(jià)芴基中的任一者，d、e、f、g和h彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為0以上且4以下的整數(shù)，f+g≤6，b'為1以上且5以下的整數(shù)，T1～T5彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地至少一個(gè)為-SO3Li、-COOLi或-OLi，并且其它的彼此相同或不同且各自獨(dú)立地為：氫；氘；鹵素基團(tuán)；氰基；腈基；硝基；羥基；取代或未取代的烷基；取代或未取代的環(huán)烷基；取代或未取代的烷氧基；取代或未取代的烯基；取代或未取代的甲硅烷基；取代或未取代的硼基；取代或未取代的胺基；取代或未取代的芳基；或取代或未取代的雜芳基。在本文本中，表示可以與相鄰的取代基鍵合的位置。下面將描述取代基的實(shí)例，但不限制于此。在本文本中，鹵素基團(tuán)的實(shí)例包括氟、氯、溴或碘。在本文本中，烷基可以是直鏈或支鏈的，且其碳原子數(shù)沒有特別限制，但優(yōu)選的數(shù)量為1～60，具體地1～40，且更具體地1～20。其具體實(shí)例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基等，但不限制于此。在本文本中，烯基可以是直鏈或支鏈的，且其碳原子數(shù)沒有特別限制，但優(yōu)選的數(shù)量為2～60，具體地2～40，且更具體地2～20。在本文本中，烷氧基可以是直鏈或支鏈的，且其碳原子數(shù)沒有特別限制，但優(yōu)選的數(shù)量為1～60，具體地1～40，且更具體地1～20。在本文本中，對環(huán)烷基沒有特別限制，但優(yōu)選其碳原子數(shù)為3～60，具體地3～40，且更具體地5～20，且特別地，優(yōu)選環(huán)戊基和環(huán)己基。在本文本中，雜環(huán)烷基包含S、O和N中的一個(gè)或多個(gè)并且沒有特別限制，但優(yōu)選其碳原子數(shù)為2～60，具體地2～40且更具體地3～20，且特別地，優(yōu)選環(huán)戊基和環(huán)己基。在本文本中，對胺基的碳原子數(shù)沒有特別限定，但優(yōu)選的數(shù)量為1～60，具體地1～40且更具體地1～20。胺基的具體實(shí)例包括甲胺基、二甲胺基、乙胺基、二乙胺基、苯胺基、萘胺基、聯(lián)苯胺基、蒽基胺基、9-甲基蒽基胺基、二苯基胺基、苯基萘基胺基、二甲苯基胺基、苯基甲苯基胺基、三苯基胺基等，但不限制于此。在本文本中，芳基可以為單環(huán)或多環(huán)的，且其碳原子數(shù)沒有特別限定，但優(yōu)選數(shù)量為6～60，具體地6～40且更具體地6～20。芳基的具體實(shí)例包括：單環(huán)芳基如苯基、聯(lián)苯基、三苯基、三聯(lián)苯基和茋基；以及多環(huán)芳基如萘基、聯(lián)萘基、蒽基、菲基、芘基、二萘嵌苯基、并四苯基、基、芴基、苊并蒽(acenaphthacenyl)基、三亞苯基和熒蒽基等，但不限制于此。在本文本中，雜芳基包含S、O和N中的一個(gè)或多個(gè)作為雜原子，且其碳原子數(shù)沒有特別限制，但優(yōu)選的數(shù)量為2～60，具體地2～40且更具體地3～20。雜芳基的具體實(shí)例包括如下基團(tuán)或其稠合環(huán)：吡啶基、吡咯基、嘧啶基、噠嗪基、呋喃基、噻吩基、咪唑基、吡唑基、唑基、異唑基、噻唑基、異噻唑基、三唑基、呋咱基、二唑基、噻二唑基、二噻唑基、四唑基、吡喃基、噻喃基、二嗪基、嗪基、噻嗪基、二氧雜環(huán)己烯基(dioxynyl)、三嗪基、四嗪基、喹啉基、異喹啉基、喹唑啉基、異喹唑啉基、吖啶基、菲啶基、咪唑并吡啶基、二氮雜萘基、三氮雜茚基、吲哚基、苯并噻唑基、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃基、咔唑基、苯并咔唑基、吩嗪基等，或它們的稠合環(huán)，但不限制于此。在本文本中，芴基可以被另外的取代基取代，并且取代基可以彼此結(jié)合以形成環(huán)。其實(shí)例包括等。在本文本中，術(shù)語“取代或未取代的”是指未取代的或被選自如下基團(tuán)中的一個(gè)或多個(gè)取代基取代的：氘；鹵素基團(tuán)；腈基；硝基；羥基；氰基；直鏈或支鏈的C1～C60烷基；直鏈或支鏈的C2～C60烯基；直鏈或支鏈的C2～C60炔基；C3～C60單環(huán)或多環(huán)的環(huán)烷基；C2～C60單環(huán)或多環(huán)的雜環(huán)烷基；C6～C60單環(huán)或多環(huán)的芳基；和C2～C60單環(huán)或多環(huán)的雜芳基，或者是指未取代的或被具有其中選自上面例示的取代基中的兩個(gè)以上取代基連接的結(jié)構(gòu)的取代基取代的。如上所述，當(dāng)取代基具有其中兩個(gè)以上取代基連接的結(jié)構(gòu)時(shí)，所述兩個(gè)以上取代基可以彼此相同或不同。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，m和n可以為2≤m≤500和2≤n≤500。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，所述共聚物可以是嵌段共聚物。在本申請的示例性實(shí)施方式中，m和n的比可以為1:9～7:3。即，當(dāng)m+n為1時(shí)，n可以為0.3～0.9的比率。在本申請的示例性實(shí)施方式中，m和n的比可以為2:8～6:4。即，當(dāng)m+n為1時(shí)，n可以為0.4～0.8的比率。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，化學(xué)式1可以由如下化學(xué)式1-1表示。[化學(xué)式1-1]在化學(xué)式1-1中，S1、S2、a、b和L1與化學(xué)式1中定義的那些相同。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，化學(xué)式4可以由如下化學(xué)式4-1表示。[化學(xué)式4-1]在化學(xué)式4-1中，T1、T2、d、e和L2與化學(xué)式4中定義的那些相同。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，在化學(xué)式A和B中，X1、X2和X3彼此相同或不同，并且可以各自獨(dú)立地為選自以下結(jié)構(gòu)式中的任一者。此處，R和R'彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為-NO2或-CF3。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，在化學(xué)式A和B中，X1、X2和X3中的至少一者可以由如下化學(xué)式11表示。[化學(xué)式11]在化學(xué)式11中，S6～S8彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為：氫；氘；鹵素基團(tuán)；氰基；腈基；硝基；羥基；取代或未取代的烷基；取代或未取代的環(huán)烷基；取代或未取代的烷氧基；取代或未取代的烯基；取代或未取代的甲硅烷基；取代或未取代的硼基；取代或未取代的胺基；取代或未取代的芳基；或取代或未取代的雜芳基，s和t彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為0以上且4以下的整數(shù)，并且r為0以上且8以下的整數(shù)。當(dāng)共聚物包括包含大體積芴基團(tuán)的化學(xué)式11時(shí)，所述共聚物可以通過剛性芳族骨架在具有耐熱性和強(qiáng)物理性質(zhì)的同時(shí)提高耐久性，并且可以顯示鋰離子由于在聚合物鏈的纏結(jié)期間的流體動力學(xué)體積增大而易于轉(zhuǎn)移的效果。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，在化學(xué)式A和B中，X1和X2中至少一者可以由化學(xué)式11表示。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，在化學(xué)式A和B中，X1、X2和X3中至少一者可以是或根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，在化學(xué)式B中，Y1可以是選自如下結(jié)構(gòu)式中的任一者。此處，Q是-SO3Li、-COOLi或-OLi，且Q'是氫、-SO3Li、-COOLi或-OLi。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，共聚物可以還包含如下化學(xué)式C的重復(fù)單元。[化學(xué)式C]根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，在化學(xué)式C中，Z是三價(jià)有機(jī)基團(tuán)。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，化學(xué)式C的重復(fù)單元作為支化劑用于連接或交聯(lián)聚合物鏈。根據(jù)化學(xué)式C的重復(fù)單元的數(shù)目，可以在鏈上形成支鏈，或者鏈可以彼此交聯(lián)以形成網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，在化學(xué)式C中，Z是三價(jià)有機(jī)基團(tuán)，并且可以各自在三個(gè)方向上鍵合至另外的重復(fù)單元以使聚合物鏈伸長。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，可以調(diào)節(jié)離子轉(zhuǎn)移官能團(tuán)的數(shù)量、分子量等并且可以通過使用作為化學(xué)式C的重復(fù)單元的支化劑來增強(qiáng)機(jī)械性能。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，當(dāng)將化學(xué)式C的重復(fù)單元中的重復(fù)單元的數(shù)目表示為k時(shí)，k可以為1～300的整數(shù)。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，化學(xué)式C的重復(fù)單元可以是構(gòu)成主鏈的聚合物重復(fù)單元。例如，Z可以連接到選自X1、X2、X3和Y1中的至少一者以形成一個(gè)重復(fù)單元。如上所述形成的一個(gè)重復(fù)單元可以構(gòu)成主鏈。在這種情況下，重復(fù)單元的數(shù)量與上述k的相同。在本文本中，當(dāng)選自Z、X1、X2、X3和Y1中的任意兩者以上彼此鍵合時(shí)，所得的鍵各自具有氧(-O-)連接基團(tuán)。氧連接基團(tuán)是在化合物通過縮聚從其離開后殘留在鏈中的連接基團(tuán)。例如，當(dāng)二鹵素類單體和二醇類單體聚合時(shí)，氧連接基團(tuán)可以是其中HF逃逸并且在鏈中僅殘留氧(-O-)的情況。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，在化學(xué)式C中，Z由如下化學(xué)式C-1或C-2表示。[化學(xué)式C-1][化學(xué)式C-2]在化學(xué)式C-1和C-2中，Z1可以由如下化學(xué)式7～9中的任一者表示。[化學(xué)式7][化學(xué)式8][化學(xué)式9]在化學(xué)式7～9中，L3～L6彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為直接鍵，或-O-、-CO-或-SO2-，E1～E7彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為：氫；氘；鹵素基團(tuán)；氰基；腈基；硝基；羥基；取代或未取代的烷基；取代或未取代的環(huán)烷基；取代或未取代的烷氧基；取代或未取代的烯基；取代或未取代的甲硅烷基；取代或未取代的硼基；取代或未取代的胺基；取代或未取代的芳基；或取代或未取代的雜芳基，c'、d'、e'和h'彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為0以上且4以下的整數(shù)，f'、g'和i'彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地為0以上且3以下的整數(shù)，并且X4和X5彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地與化學(xué)式B的X3或Y1的定義相同。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，在化學(xué)式C中，Z可以是選自如下結(jié)構(gòu)式中的任一者。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，化學(xué)式A的重復(fù)單元可以由如下結(jié)構(gòu)式表示。在結(jié)構(gòu)式中，m與上述相同。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，化學(xué)式B的重復(fù)單元可以由如下結(jié)構(gòu)式表示。在結(jié)構(gòu)式中，n與上述相同。根據(jù)本文本的示例性實(shí)施方式，共聚物可以具有100000以上且1000000以下的重均分子量。當(dāng)共聚物的重均分子量在所述范圍內(nèi)時(shí)，可以保持共聚物的適當(dāng)?shù)娜芙庑?，并同時(shí)具有作為保護(hù)層的機(jī)械性能。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，保護(hù)層包括分散在鋰離子傳導(dǎo)聚合物中的無機(jī)粒子。圖3示出了根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的鋰電極，其包含還包含無機(jī)粒子的保護(hù)層。無機(jī)粒子用于能夠更有效地抑制在鋰電極的表面上形成鋰枝晶或抑制形成的鋰枝晶的生長。無機(jī)粒子可以是傳導(dǎo)鋰離子的或不傳導(dǎo)鋰離子的。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，不傳導(dǎo)鋰離子的無機(jī)粒子的實(shí)例包括諸如Al2O3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、TiO2的金屬氧化物和SiC，但不限制于此。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，傳導(dǎo)鋰離子的無機(jī)粒子的實(shí)例包括：鋰混雜類化合物如LiBH4、Li3N、Li2NH、Li2BNH6、Li1.8N0.4Cl0.6、Li3P-LiCl、Li4SiO4、Li3PS4和Li3SiS4；硫基-LISICON類化合物如Li10GeP2S12和Li3.25Ge0.25P0.75S4；NASICON類化合物如Li1.3Al0.3Ge1.7(PO4)3、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3和LiTi0.5Zr1.5(PO4)3；LISICON類化合物如Li14Zn(GeO4)4；鈣鈦礦類化合物如Li0.35La0.55TiO3、Li0.5La0.5TiO3和Li7La3Zr2O12等，但不限制于此。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，無機(jī)粒子可以是選自如下物質(zhì)中的一種或多種的化合物：Al2O3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、TiO2、SiC、LiBH4、Li3N、Li2NH、Li2BNH6、Li1.8N0.4Cl0.6、Li3P-LiCl、Li4SiO4、Li3PS4、Li3SiS4、Li10GeP2S12、Li3.25Ge0.25P0.75S4、Li1.3Al0.3Ge1.7(PO4)3、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3、LiTi0.5Zr1.5(PO4)3、Li14Zn(GeO4)4、Li0.35La0.55TiO3、Li0.5La0.5TiO3和Li7La3Zr2O12。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，無機(jī)粒子的粒徑?jīng)]有特別限制。然而，為了顯示上述鋰離子傳導(dǎo)聚合物的分散性和抑制鋰枝晶的形成且阻擋鋰枝晶生長的效果，優(yōu)選無機(jī)粒子的粒徑為1nm～10μm。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，無機(jī)粒子的含量沒有特別限制，因?yàn)榭梢愿鶕?jù)無機(jī)粒子的種類在可充分顯示上述效果的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)所述含量。然而，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，基于100重量份的鋰離子傳導(dǎo)聚合物，無機(jī)粒子的含量可以為10～90重量份。即，為了充分發(fā)揮由包含無機(jī)粒子而產(chǎn)生的效果，優(yōu)選的是，基于100重量份的鋰離子傳導(dǎo)聚合物，包含10重量份以上的量的無機(jī)粒子。然而，當(dāng)包含過量的無機(jī)粒子時(shí)，鋰離子傳導(dǎo)性可能劣化，并且可能難以確保包含鋰電極的電池的性能。因此，優(yōu)選的是，基于100重量份的鋰離子傳導(dǎo)聚合物，無機(jī)粒子的含量為90重量份以下。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，保護(hù)層可以設(shè)置在電極層的至少一個(gè)表面上。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，保護(hù)層可以設(shè)置在電極層的一個(gè)表面上。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，保護(hù)層可以設(shè)置在電極層的兩個(gè)表面上。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，保護(hù)層可以以包圍電極層的所有方向的形式提供。根據(jù)本文本的示例性實(shí)施方式，保護(hù)層可以具有0.01～50μm、具體地0.1～50μm的厚度。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，在電極層中包含的鋰可以用作活性材料。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，在電極層中包含的鋰可以以如下形式被包含：鋰金屬；鋰金屬合金；或者鋰與選自碳如焦炭、活性炭、石墨、石墨化碳、碳納米管或石墨烯中的至少一者的復(fù)合物。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，鋰金屬合金可以是鋰與選自Al、Mg、Si、Sn、B和Fe中的一者或多者的合金。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，鋰金屬合金中除鋰以外的金屬對鋰的質(zhì)量比可以為0.1％～50％。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，電極層還可以包含粘合劑、溶劑、導(dǎo)電材料和分散劑中的至少一者。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，鋰電極可通過如下操作制備：通過混合并攪拌包含鋰、粘合劑、溶劑、導(dǎo)電材料和分散劑的活性材料制備漿料，所述活性材料通過一般方法制備；將所述漿料涂布在金屬材料的集電器上；并然后壓縮和干燥所涂布的集電器。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，集電器可以使用由銅、鎳等、及其合金的組合等形成的箔。負(fù)極集電器還可以通過在其表面上形成微細(xì)的凸起和凹進(jìn)的不規(guī)則處來增加負(fù)極活性材料的粘合強(qiáng)度，并且可以使用各種形式，例如膜、片、箔、網(wǎng)、多孔體、發(fā)泡體和無紡體。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，粘合劑是有助于負(fù)極活性材料對導(dǎo)電材料的粘合和負(fù)極活性材料對負(fù)極集電器的粘合的組分，且其實(shí)例包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇、羧甲基纖維素(CMC)、淀粉、羥丙基纖維素、再生纖維素、聚乙烯基吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯聚合物(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯-丁二烯橡膠、氟橡膠、其各種共聚物等。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，導(dǎo)電材料是進(jìn)一步提高電極活性材料的導(dǎo)電性的組分，導(dǎo)電材料沒有特別限制，只要導(dǎo)電材料具有導(dǎo)電性而不會對相應(yīng)的電池造成化學(xué)變化即可，且例如可以使用：石墨如天然石墨或人造石墨；炭黑類材料如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、爐黑、燈黑和熱裂法炭黑；導(dǎo)電纖維如碳纖維或金屬纖維；金屬粉末如氟化碳粉末、鋁粉末和鎳粉末；導(dǎo)電晶須如氧化鋅和鈦酸鉀；導(dǎo)電金屬氧化物如氧化鈦；導(dǎo)電材料如聚亞苯基衍生物等。此外，本申請?zhí)峁┌囯姌O的鋰電池。根據(jù)示例性實(shí)施方式，所述鋰電極是鋰電池的負(fù)極。通常，使用鋰作為負(fù)極的電池被稱為鋰電池。鋰電池可以是一次電池或二次電池。根據(jù)示例性實(shí)施方式，鋰電池是鋰二次電池。其具體實(shí)例包括鋰二次電池、鋰聚合物電池、鋰硫電池、鋰空氣電池等。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，鋰電池包含正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的隔離膜，且負(fù)極可以是鋰電極。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，當(dāng)將鋰電極用作鋰電池的負(fù)極時(shí)，其上設(shè)置有保護(hù)層的電極層的表面可以在正極側(cè)的方向上。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，鋰電池包含正極和負(fù)極，負(fù)極是鋰電極，并且其上設(shè)置有保護(hù)層的電極層的表面可以在正極側(cè)的方向上。即，鋰電池不包含隔離膜，并且鋰電極的保護(hù)層可以充當(dāng)隔離膜。當(dāng)將根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的鋰電極用作鋰電池的負(fù)極時(shí)，可以通過抑制在充電和放電期間負(fù)極的鋰枝晶的生長而防止產(chǎn)生電池短路，并且提高電池的壽命和穩(wěn)定性。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，可以以通過常規(guī)方法將正極活性材料涂布在正極集電器上的形式制備正極?？梢詫⒂米鞫坞姵氐恼龢O活性材料的典型材料應(yīng)用于正極活性材料而沒有限制，且其實(shí)例可以是LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4、Li(NiaCobMnc)O2(a、b和c各自為0～1的數(shù)，且a+b+c＝1)、LiFePO4或其一種或多種的混合物。正極集電器可以是由鋁、鎳等、以及其一種或多種的合金的組合等形成的箔。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式，隔離膜沒有特別限制，并且可以呈多孔膜的形式。具體地，隔離膜可以是通過使用聚乙烯、聚丙烯、其它聚烯烴類膜或其多層膜形成的隔離膜?；蛘撸綦x膜可以是其中將陶瓷涂層施加到上述隔離膜所得到的隔離膜。根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式的鋰電池可以通過本領(lǐng)域已知的典型方法制備，并且可以通過將電解液注入圓柱形外形、方形外形或袋型外形中來制備，所述鋰電池通過包括負(fù)極、正極和隔離膜來組裝。此外，可以不包含隔離膜。具體實(shí)施方式下文中，將通過實(shí)施例更詳細(xì)地描述本申請。然而，提供以下實(shí)施例用于舉例說明本申請，并且本申請的范圍不限制于此。<制備例>制備鋰離子傳導(dǎo)聚合物(制備支化劑)向250mL圓底燒瓶中添加5g(18.8mmol)的1,3,5-苯三甲酰氯、6.7g(50.0mmol)氯化鋁和50mL蒸餾過的二氯甲烷(DCM)，并將所得混合物攪拌并在氮?dú)庀略?5℃的溫度下反應(yīng)30分鐘。然后，將20mL二氯甲烷和4.5g(48.8mmol)氟苯添加到100mL滴液漏斗中，并將氟苯溶液滴加到圓底燒瓶中的反應(yīng)物中。在將反應(yīng)物在氮?dú)鈿夥障聰嚢?小時(shí)之后，向其中添加20mL蒸餾水，并再次將反應(yīng)物再攪拌12小時(shí)以上。通過使用二氯甲烷從反應(yīng)物中萃取有機(jī)層，并然后將通過除去有機(jī)溶劑獲得的粗產(chǎn)物用乙醇重結(jié)晶，以分離[3,5-雙(4-氟苯甲?；?苯基](4-氟苯基)甲酮，其為白色支化劑(產(chǎn)率：70％)。通過使用1H-NMR、13C-NMR光譜、元素分析等確認(rèn)了[3,5-雙(4-氟苯甲?；?苯基](4-氟苯基)甲酮的結(jié)構(gòu)。1H-NMR(DMSO-d6)：δ(ppm)8.24(s，3H)，7.96(m，6H)，7.46(m，6H)(制備支化的疏水性嵌段)將迪安-斯脫克(Dean-Stark)裝置連接到500mL的圓底燒瓶，然后向其添加17.238g(79.00mmol)的4,4'-二氟二苯甲酮、1.053g(2.37mmol)的[3,5-雙(4-氟苯甲?；?苯基](4-氟苯基)甲酮、24.502g(69.92mmol)的9,9-雙(4-羥基苯基)芴、19.327g(139.84mmol)的碳酸鉀、200mL的N-甲基-2-吡咯烷酮和120mL的苯。然后，將反應(yīng)混合物在油浴中在氮?dú)庀略?40℃的溫度下攪拌4小時(shí)，以在苯回流的同時(shí)通過加壓氮?dú)馔耆ノ皆诘习?斯脫克裝置的分子篩上的共沸物，然后將反應(yīng)溫度升溫至182℃，并另外添加100mL的N-甲基-2-吡咯烷酮，并將制得的混合物進(jìn)行12小時(shí)縮聚。在反應(yīng)終止后，將反應(yīng)物的溫度降低至60℃，然后在同時(shí)向其施加真空的情況下將反應(yīng)物的溫度升至120℃的同時(shí)，除去反應(yīng)物中的約200mL的N-甲基-2-吡咯烷酮。然后，將反應(yīng)物的溫度降至室溫，通過向其中添加300mL的甲基四氫呋喃(THF)來稀釋反應(yīng)物，然后將稀釋的反應(yīng)物倒入3L甲醇中以從溶劑中分離共聚物，然后將通過過濾獲得的共聚物(濾餅形式)在80℃下在真空烘箱中干燥12小時(shí)以上，以制備34.8g的白色支化疏水性嵌段，其具有5000g/mol的重均分子量且其端基由氟元素表征。(制備含有磺酸鋰的聚亞芳基醚共聚物)向其添加13.082g(2.616mmol)上述制備的支化疏水性嵌段、10.162g(46.572mmol)4,4'-二氟二苯甲酮、0.93g(2.093mmol)[3,5-雙(4-氟苯甲?；?苯基](4-氟苯基)甲酮、11.945g(52.328mmol)對苯二酚磺酸的鋰鹽、14.463g(104.650mmol)碳酸鉀、200mL二甲基亞砜和120mL苯。然后，在油浴中將反應(yīng)混合物在氮?dú)庀略?40℃的溫度下攪拌4小時(shí)，以在苯回流的同時(shí)用加壓氮?dú)馔耆ノ皆诘习?斯脫克裝置的分子篩上的共沸物，然后將反應(yīng)溫度升溫至182℃，另外添加100mL二甲基亞砜，并將制得的混合物進(jìn)行12小時(shí)縮聚。在反應(yīng)終止后，通過向反應(yīng)物中添加200mL二甲基亞砜來稀釋反應(yīng)物，然后將稀釋的反應(yīng)物倒入3L甲醇中以從溶劑中分離共聚物，然后將通過過濾獲得的共聚物(濾餅形式)在真空烘箱中在80℃下干燥12小時(shí)以上，以制備含有磺酸鋰的聚亞芳基醚共聚物，其中支化疏水性嵌段和支化親水性嵌段通過化學(xué)鍵彼此交替連接。所述共聚物的重均分子量為約800000。<比較例1>厚度為40μm的鋰金屬由正極和負(fù)極對稱電池構(gòu)成，并分別將聚乙烯(PE)和TD2(醚類電解液)作為隔離膜和電解液，從而制備電池。<實(shí)施例1>除了用刮刀將其中分散有制備例中制備的鋰離子傳導(dǎo)聚合物的溶液涂布在用作負(fù)極的鋰金屬的一個(gè)表面上，然后將涂布的鋰金屬在常溫下干燥以形成保護(hù)層之外，以與比較例相同的方式制備了電池。在這種情況下，保護(hù)層的涂層厚度為10μm。<實(shí)施例2>除了將其中將在制備例中制備的鋰離子傳導(dǎo)聚合物和粒徑為約500nm的Al2O3以質(zhì)量比10:1進(jìn)行分散的溶液通過刮刀涂布在用作負(fù)極的鋰金屬的一個(gè)表面上，然后將涂布的金屬電極在常溫下干燥以形成保護(hù)層之外，以與比較例1相同的方式制備了電池。在這種情況下，保護(hù)層的涂層厚度為10μm。圖2示出了相關(guān)技術(shù)中的鋰電極和根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的包含保護(hù)層的鋰電極。例如，可以將比較例1解釋為其中將圖2中左側(cè)的鋰電極用作負(fù)極的實(shí)例，并且可以將實(shí)施例1解釋為其中使用圖2中右側(cè)的鋰電極的實(shí)例。圖3示出了根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的鋰電極，其包括還包含無機(jī)粒子的保護(hù)層。例如，實(shí)施例2可以解釋為其中將圖3中的鋰電極用作負(fù)極的實(shí)例。<實(shí)驗(yàn)例1>從在比較例1、實(shí)施例1和實(shí)施例2中制備的電池中，在C倍率：0.4C和DOD：40％的充電和放電條件下測量充電和放電效率，并將結(jié)果示于下圖1和表1中。[表1]比較例1實(shí)施例1實(shí)施例2充電和放電效率(％)8892.494.3圖1是通過對根據(jù)本申請的比較例1、實(shí)施例1和實(shí)施例2制備的電池測量性能而獲得的圖。如圖1和上表1中所示，可以看出，其中涂布鋰離子傳導(dǎo)聚合物的實(shí)施例1顯示比比較例高約4.5％的效率，且實(shí)施例2顯示比比較例高約6.3％的效率。因此，包含根據(jù)本申請示例性實(shí)施方式的鋰電極的鋰電池可以由于包含鋰離子傳導(dǎo)聚合物的保護(hù)層而具有高的充電和放電效率，并且其中在聚合物中進(jìn)一步包含無機(jī)粒子的情況可以顯示更高的充電和放電效率。當(dāng)前第1頁1 2 3