[发明专利]一种连续电沉积制备锂带的方法

说明书

本发明涉及制备金属锂带的方法，具体涉及一种连续电沉积制备锂带的方法。本发明解决的技术问题是提供一种连续电沉积制备锂带的方法。该方法包括依次进行的如下步骤：a、前处理：对金属基带进行活化处理；b、电沉积锂：采用恒流电沉积锂，先控制电流密度为5～50mA/cm²，沉积0.5～10s；再调整电流密度为0.02～1mA/cm²，沉积时间为1～10h；c、后处理：将电沉积后的金属带进行钝化，得到金属锂带。该金属锂带各处厚度均匀致密，通过调节电流密度与浸入镀液时间来调控锂镀层的厚度，易于制得各类厚度的锂带，尤其可制得厚度低于30μm的超薄锂带。本发明方法简单，成本低廉，可使金属锂带的生产大规模化。

技术领域

本发明涉及制备金属锂带的方法，具体涉及一种连续电沉积制备锂带的方法。

背景技术

锂是应用前景十分广阔的轻稀有金属，作为二十一世纪推动科学技术发展的重要元素之一，被科学家誉为“能源之星”。金属锂带具有很高的能量密度，被广泛用于金属锂电池的负极材料，具有很好的应用前景。然而，目前，传统商业化的金属锂带主要采用机械加工方式制取，这种技术制备出来的锂带厚度基本在100μm以上，不利于电池的微型化与薄膜化。并且由于锂韧性及设备精度的限制，采用机械加工方法很难制备得到厚度低于30μm的超薄锂带。

电沉积是指简单金属离子或络离子通过电化学方法在固体(导体或半导体)表面上还原为金属原子附着于电极表面，从而获得一金属层的过程。由于金属锂的特性，电沉积锂的技术还不成熟，目前，仅有个别关于电沉积锂的报道。

中国专利CN101162772A公开了一种金属锂二次电池的泡沫锂负极及其制备方法，该方法采用泡沫金属为基体，经过冲洗、除油、冲洗、活化、冲洗后吹干，再以双金属纯锂片为阳极，泡沫金属为阴极，控制电沉积电流密度为10～100A/m²，即得到金属锂二次电池的泡沫锂负极。

中国专利105470465A公开了一种硅基负极的预锂化处理工艺及装置，在手套箱内，用装有电解液的电解装置，以金属锂片作为对电极，硅基负极作为工作电极，在工作电极上进行电沉积金属锂；在嵌锂电解液中，以二步恒电流脉冲沉积方法进行电沉积金属锂：然后将预锂化处理后硅基负极在碳酸二甲酯(DMC)溶液中浸泡20～60min；烘干后即得预锂化后的硅基负极。

可见，现有的电沉积锂均是小片间断镀锂，且都仍处于实验室研究阶段。随着锂电池行业的发展，对金属锂带的需求也日益增加，发明一种连续电沉积制备超薄锂带的方法是锂行业发展的必然需求。

发明内容

本发明的目的是针对当前不能连续制备超薄锂带(厚度<30μm)的技术问题，采用在超薄金属基带传送过程中，连续进行基体前处理、电沉积锂及后处理操作，最终制备得到厚度低于30μm的超薄锂带。

本发明连续电沉积制备锂带的方法，包括依次进行的如下步骤：

a、前处理：对金属基带进行清洗、活化处理；

b、电沉积锂：采用恒流电沉积锂，先控制电流密度为5～50mA/cm²，沉积0.5～10s；再调整电流密度为0.02～1mA/cm²，沉积时间为1～10h；

c、后处理：将电沉积后的金属带进行钝化，得到金属锂带。

优选的，b步骤中，电沉积所用电解液的溶质为锂盐；溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种。

优选的，电解液的溶质为六氟磷酸锂、六氟砷酸锂或六氟硼酸锂；溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯，或者溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯，且按体积比，碳酸乙烯酯:碳酸丙烯酯:碳酸二甲酯＝1～3:0～2:1～3。

进一步的，锂盐的浓度优选为0.5～5mol/L，更有选为1mol/L。