[实用新型]一种稳定的锂电池负极

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是锂电池技术领域，具体涉及的是一种稳定的锂电池负极。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料，实用非水电解质溶液的电池。由于锂电池具有工作温度范围广、放电电压平稳、自放电率低、使用寿命长的优点，如今被广泛用于各种领域，包括水力、风力、火力和太阳能电站的储能电源系统，邮电通讯的不间断电源，以及电动交通工具等等。目前市面上主要使用的是锂离子二次电池反复使用，需要极高的稳定性和较长的充电次数。锂离子电池首次充电的时候，锂离子电池负极碳棒表面容易脱落，而且电解液和负极材料在固液相间层面发生反应形成薄薄的SEI膜，SEI膜稳定与否对电极材料的循环寿命有很大影响。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种稳定的锂电池负极，锂电池负极表层设置第四主族元素材料薄膜，解决锂离子电池负极碳棒表面易脱落，SEI膜不能稳定形成，导致锂离子二次电池使用寿命减少的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种稳定的锂电池负极，包括碳棒、导电电极材料和第四主族元素材料薄层，碳棒底面贴合导电电极材料，所述碳棒的上层为第四主族元素材料薄层。第四主族元素主要是硅、锗、锡、铅。第四主族元素材料薄层材料形式为合金、混合物或者复合。第四主族元素材料薄层厚度为10～150纳米。负极安装在电池中使用时，负极有一表面接触电解质。第四主族元素材料薄层至少覆盖碳棒接触电解液的表面，但是不需要完全覆盖负极。

作为优选，碳棒包括石墨、多孔碳微粒或者其他类型的碳。

作为优选，第四主族元素材料薄层是通过等离子体增强化学气相沉积法覆盖在碳棒表面。

本实用新型碳棒部分覆盖由第四主族元素如硅、锗等组成的合金、混合物、复合物薄层，防止充电时碳棒表层脱落，有助于形成稳定的SEI薄膜，从而延长锂电池使用寿命。

附图说明

图1为一种稳定的锂电池负极横截面结构示意图。

其中：12、碳棒，14、导电电极材料，18、第四主族元素材料薄层。

图2为一种稳定的锂电池负极实施过程结构放大示意图。

其中：12、碳棒，20、SEI薄膜。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型作进一步说明。

一种稳定的锂电池负极，包括碳棒12、导电电极材料14和第四主族元素材料薄层18，碳棒12底面贴合导电电极材料14，所述碳棒12的上层为第四主族元素材料薄层18。第四主族元素主要是硅、锗、锡、铅。第四主族元素材料薄层18材料形式为合金、混合物或者复合。第四主族元素材料薄层18厚度为10～150纳米。负极安装在电池中使用时，负极有一表面接触电解质。第四主族元素材料薄层18至少覆盖碳棒12接触电解液的表面，但是不需要完全覆盖负极。

具体实施中，负极的碳棒12接触电解液的表面形成SEI薄膜20，SEI薄膜20厚度大概是10～500纳米。