[发明专利]一种高安全性的金属锂负极及其制备方法

权利要求书

1.一种高安全性的金属锂负极，其特征在于：包括锂粉末多孔电极和硅基保护层，所述硅基保护层蒸镀在所述锂粉末多孔电极上，所述硅基保护层的厚度为0.04∼0.1µm；所述硅基保护层为非晶硅；

所述锂粉末多孔电极包括锂粉材料层和集流体，所述锂粉末多孔电极为将锂粉与粘结剂在四氢呋喃中混匀后涂布于集流体上，通过压片后形成的。

2.根据权利要求1所述的金属锂负极，其特征在于：所述锂粉的粒径为10~100µm。

3.根据权利要求2所述的金属锂负极，其特征在于：所述锂粉的粒径为18~30µm。

4.根据权利要求1所述的金属锂负极，其特征在于：所述集流体为铜箔。

5.根据权利要求1所述的金属锂负极，其特征在于，采用如下步骤制备得到：

步骤S1：将熔融的金属锂与热硅油混合后，搅拌均匀，所述热硅油的温度为230~250℃，搅拌速度为25000~30000rpm；然后冷却至室温,得到金属锂粉,采用有机溶剂洗涤后干燥，得到粒径为18∼30µm金属锂粉；

步骤S2：将所述金属锂粉与粘结剂PVDF混合，然后加入四氢呋喃，在真空搅拌机中搅拌1~6h混匀浆料，然后将所述浆料涂布到预先处理好的铜箔上，进行晾干、压片得到锂粉末多孔电极；所述金属锂粉与粘结剂PVDF的质量比为90:10∼80:20；所述四氢呋喃的质量为所述金属锂粉与粘结剂PVDF两者总质量的1.5∼2.0倍；

步骤S3：将硅基材料和所述锂粉末多孔电极放入真空镀膜机的真空室内，在真空条件下，硅基材料蒸发，气体离化原子沉积在所述锂粉末多孔电极的表面形成膜厚为0.04∼0.1µm硅基保护层，得到高安全性的金属锂负极。

6.根据权利要求5所述的金属锂负极，其特征在于：步骤S1中，所述热硅油的温度为240℃，所述搅拌速度为28000rpm；所述有机溶剂为环己烷、戊烷、丙酮、丁醇或戊醇中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的金属锂负极，其特征在于：步骤S2中，所述在真空搅拌机中搅拌的时间为2~4h；步骤S3中，所述真空条件的真空压强为10^-4∼10^-2Pa。

8.一种如权利要求1~7任意一项所述高安全性的金属锂负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将熔融的金属锂与热硅油混合后，搅拌均匀，所述热硅油的温度为230~250℃，搅拌速度为25000~30000rpm；然后冷却至室温,得到金属锂粉,环己烷洗涤后，干燥得到粒径为18∼30µm金属锂粉；

步骤S2：将所述金属锂粉与粘结剂PVDF混合，然后加入四氢呋喃，在真空搅拌机中搅拌1~6h混匀浆料，然后将所述浆料涂布到预先处理好的铜箔上，进行晾干、压片得到锂粉末多孔电极；

步骤S3：将硅基材料和所述锂粉末多孔电极放入真空镀膜机的真空室内，在10^-4∼10^-2Pa的真空条件下，将硅基材料蒸发，气体离化原子沉积在所述锂粉末多孔电极的表面形成膜厚为0.04∼0.1µm硅基保护层，得到高安全性的金属锂负极；

其中，所述硅基材料为非晶硅。