[发明专利]一种多重保护的锂金属负极片

说明书

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，特别是一种多重保护的锂金属负极片。

背景技术

随着锂离子电池的广泛应用，人们对锂电池提出了更高的能量密度的要求，尤其是当前，随着燃料电池关键技术的不断突破，以及加氢站在国外的试点，燃料电池被人们普遍誉为下一代或者未来的能量储存方式，如果锂离子电池的能量密度不能达到400wh/kg的话，实际上在未来与燃料电池的竞争上不具备任何优势。研究学者和企业，都在不断的想办法提升电池的能量密度，锂金属负极因为其比能量高和质地轻，被大家认定为提高电池能量密度最佳的负极材料。锂金属作为负极材料，在1962年就开始被人们研究，但是因为锂金属在充放电过程中易产生锂枝晶，由锂枝晶引起的容量损失以及安全问题让后来的研究者望而却步。

近年来随着固态电池的兴起，以及技术的发展，对于锂金属负极的研究又开始了一个新的纪元，不少研究者都在进行锂负极的表面改性，其中LiPON膜的应用一般在超薄固态电池中，而PEO基的固态电解质应用在固态电池中，但前者会在一般固态电解质或液态电解液中随着循环的进行产生大量的裂纹甚至粉化，而后者则容易在长期循环后对枝晶的抑制效果减弱，两种复合层的应用则会发挥各自的优势，使锂金属电池的循环寿命得到极大的提高，目前此种方案应用到液态电解液中或固态电池中还未见相关报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，现提供一种能够实现锂金属负极在液体和固态电池中的应用的多重保护的锂金属负极片。

本发明采用的技术方案为：

一种多重保护的锂金属负极片，包括金属锂基体，其创新点在于：还包括保护层，所述保护层为单层保护层或多层保护层，所述保护层置于金属锂基体之上；

所述单层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层；

所述多层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层和聚氧化乙烯聚合物电解质膜，所述聚氧化乙烯聚合物电解质膜包括单纯的聚氧化乙烯聚合物或者聚氧化乙烯与聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的混合聚合物，所述的聚合物电解质中包括浓度为0.1-10M的锂盐。

进一步的，所述金属锂基体的厚度为1um-100um。

进一步的，所述单层保护层的厚度为0.05um-2um，所述多层保护层的厚度为1-10um。

本发明的有益效果如下：

本发明采用锂磷氧氮薄膜保护层和聚氧化乙烯聚合物电解质膜的复合膜，可以降低锂枝晶刺穿隔膜的风险，对锂金属负极表面进行保护，提升锂离子电池的循环寿命和安全性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明单层保护层的锂金属负极截面图；

图2为本发明多层保护层的锂金属负极截面图。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种多重保护的锂金属负极片，包括金属锂基体1，还包括保护层，保护层为单层保护层或多层保护层，保护层置于金属锂基体1之上；单层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层2；多层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层和聚氧化乙烯聚合物电解质膜3，聚氧化乙烯聚合物电解质膜3包括单纯的聚氧化乙烯聚合物或者聚氧化乙烯与聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的混合聚合物，所述的聚合物电解质中包括浓度为0.1-10M的锂盐，其中锂盐包括但不限于高氯酸锂（LiClO₄）、二草酸硼酸锂（LiBOB）、二（三氟甲基磺酰）锂（LiTFS）等，而且单层保护的负极片主要应用在液态锂金属电池里边，多层保护的负极片主要应用在固态锂金属电池里边。

以上所述是本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的保护范围。