一种表面改性后的锂金属负极的制备方法、锂金属负极及锂金属电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115954440A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310122383.9H01M10/052(2010.01)(22)申请日2023.02.07(71)申请人深圳先进技术研究院地址518055广东省深圳市南山区西丽大学城学苑大道1068号(72)发明人吴唯牛放宁德杨春雷李伟民李文杰孙传奎游幸子马常静(74)专利代理机构深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙)44316专利代理师张俊锋(51)Int.Cl.H01M4/1395(2010.01)H01M4/134(2010.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种表面改性后的锂金属负极的制备方法、锂金属负极及锂金属电池(57)摘要本申请提供的表面改性后的锂金属负极的制备方法、锂金属负极及锂金属电池，熔融盐通过与锂金属进行氧化还原反应，在锂金属负极表面构筑富含无机快离子导体、晶界面、锂‑金属合金等组分的复合导锂层，实现锂离子的快速传导，抑制锂的不均匀沉积与枝晶状生长并提高库伦效率，同时此人工界面膜，能在长期循环过程中保持稳定，隔绝锂金属与电解质的直接接触，以抑制副反应的发生，减少活性锂的损失又避免原生固态电解质界面膜过多过厚的生长，从而实现锂金属电池在高倍率下的长期循环，稳定锂金属负极并提高其在快充条件下的电化学性能，工艺简单。另外，还提供了一种锂金属负极及锂金属电池。CN115954440ACN115954440A权利要求书1/1页1.一种表面改性后的锂金属负极的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：将熔融盐覆盖于锂金属的表面；所述熔融盐在熔融状态下与所述锂金属自发反应；对反应后的所述锂金属进行漂洗再经干燥后得到表面改性的锂金属负极。2.如权利要求1所述的表面改性后的锂金属负极的制备方法，其特征在于，在将熔融盐覆盖于锂金属的表面的步骤中，所述熔融盐通过下述方法制备得到：将低熔点盐加热至熔点以配置所述熔融盐，所述熔融盐的阴离子为无机的硝酸根离子、氯离子、有机的双(氟磺酰)亚胺阴离子、双(三氟甲磺酰)亚胺阴离子中的至少一种；所述熔融盐的阳离子为无机的锂离子、锌离子、铝离子、锡离子、镁离子、银离子、铟离子、镓离子、或有机的1‑乙基‑3‑甲基咪唑鎓阳离子、N，N‑二乙基‑N‑甲基‑N‑(2‑甲氧基乙基)铵阳离子，或N‑甲基‑N‑丙基吡咯烷阳离子中的至少一种。3.如权利要求2所述的表面改性后的锂金属负极的制备方法，其特征在于，在进行将低熔点盐加热至熔点以配置所述熔融盐的步骤之前，还包括下述步骤：将所述低熔点盐溶解于对锂金属稳定的溶剂中，所述对锂金属稳定的溶剂包括碳酸二乙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、二甲醚、N‑甲基吡咯烷酮、2甲基甲酰胺、二硫化碳、甲苯、二甲苯中的至少一种。4.如权利要求1所述的表面改性后的锂金属负极的制备方法，其特征在于，在将熔融盐覆盖于锂金属的表面的步骤中，具体包括下述步骤:将所述锂金属浸入所述熔融盐中。5.如权利要求3所述的表面改性后的锂金属负极的制备方法，其特征在于，在将熔融盐覆盖于锂金属的表面的步骤中，具体包括下述步骤:将所述熔融盐的溶液喷涂或者滴加到所述锂金属表面。6.如权利要求1所述的表面改性后的锂金属负极的制备方法，其特征在于，在进行所述熔融盐在熔融状态下与所述锂金属自发反应的步骤中，具体包括下述步骤：对所述锂金属的表面进行加热处理，使所述熔融盐保持在熔融状态下，所述熔融盐与所述锂金属自发反应。7.一种锂金属负极，其特征在于，由权利要求1至6任一项所述的表面改性后的锂金属负极的制备方法制备得到。8.一种锂金属电池，其特征在于，包括权利要求7所述的锂金属负极。2CN115954440A说明书1/5页一种表面改性后的锂金属负极的制备方法、锂金属负极及锂金属电池技术领域[0001]本申请涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种表面改性后的锂金属负极的制备方法、锂金属负极及锂金属电池。背景技术[0002]金属锂因其具有超高理论比容量密度(3680mAhg‑1)和低还原电位(‑3.04V，相对标准氢电极)而被认为是高能量密度电池负极材料的圣杯。然而，由锂枝晶生长和对电解质高反应性所造成的库伦效率低、循环寿命短、内短路等一系列问题严重制约着金属锂负极的实用化进展。[0003]锂在电池充放电过程中区别于一般镀铜、镀锌等工业过程中的最重要特征是其表面生长的固态电解质界面膜(solidelectrolyteinterphase,SEI)，其对锂离子的沉积会产生决定性的作用。由于锂的活泼性较高，金属锂基本会与所有锂盐和有机溶剂发生反应构成SEI，此原位生成的SEI成分复杂且不可控，不均匀的SEI结构会导致锂的不均匀沉