[实用新型]一种锂电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂电池。

背景技术

锂硫电池是锂电池的一种，以硫元素作为电池正极，金属锂作为电池的负极。利用硫作为正极材料的锂硫电池，其电池理论比能量较高，可达到2600Wh/Kg，并且由于硫具有价格低廉、环境友好等特点，所以锂硫电池是一种非常具有应用前景的锂电池。

锂硫电池主要存在以下几个方面的问题：1、锂硫电池的中间放电产物会溶于电解液，增加电解液的黏度，降低离子导电性；2、硫作为不导电的物质，其导电性非常差，不利于电池的高倍率性能；3、硫在充放电过程中，其体积扩大缩小明显，有可能导致电池损坏；4、锂硫电池的最终放电产物硫化锂电子绝缘且不溶于电解液，沉积在导电骨架的表面，部分硫化锂脱离导电骨架，无法通过可逆的充电过程反应变成硫或者是高阶的多硫化物，造成容量的极大衰减；5、锂硫电池使用金属锂作为负极，除了金属自身的高活性，金属锂负极在充放电过程中会发生体积变化，并容易形成枝晶。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种锂电池。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种锂电池，包括依次设置的正极材料层、电解质层和负极材料层，所述正极材料层包括硫化锂和多硫化锂中至少一种材料；所述负极材料层为能进行锂离子插入和脱插的材料。

进一步的，所述负极材料层包括石墨材料。

进一步的，所述负极材料层包括硅基或硅基合金材料。

进一步的，所述负极材料层包括锡基、锗基、铝基、锑基或镁基金属材料。

进一步的，所述负极材料层包括过渡金属氧化物材料。

进一步的，所述负极材料层包括碳纳米管、硅纳米管、纳米金属或纳米氧化物材料。

本实用新型的有益效果在于：避免使用锂金属作为电池负极材料，在充放电过程中，锂离子在正极嵌入/脱嵌、在负极插入/脱插，从而不依赖于金属锂的溶解和沉积，避免了锂金属负极材料在充放电过程中的循环性能下降和安全隐患方面的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例的锂电池的结构示意图。

标号说明：

1、正极材料层；2、负极材料层；3、电解质层。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于:避免使用锂金属作为电池负极材料，从而不依赖于金属锂的溶解和沉积。

请参照图1，一种锂电池，包括依次设置的正极材料层、电解质层和负极材料层，所述正极材料层包括硫化锂和多硫化锂中至少一种材料；所述负极材料层为能进行锂离子插入和脱插的材料。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：避免使用锂金属作为电池负极材料，在充放电过程中，锂离子在正极嵌入/脱嵌、在负极插入/脱插，从而不依赖于金属锂的溶解和沉积，避免了锂金属负极材料在充放电过程中的循环性能下降和安全隐患方面的问题。

进一步的，所述负极材料层包括石墨材料。

由上述描述可知，采用石墨材料作为负极材料时，插锂电位低且平坦，可为电池提供搞得、平稳的工作电压。

进一步的，所述负极材料层包括硅基或硅基合金材料。

由上述描述可知，采用硅基或硅基合金材料作为电池负极具有较高的比容量。

进一步的，所述负极材料层包括锡基、锗基、铝基、锑基或镁基金属材料。

由上述描述可知，负极材料还可选用不同的金属合金材料。

进一步的，所述负极材料层包括过渡金属氧化物材料。

由上述描述可知，采用过渡金属氧化物作为电池负极材料具有高的理论容量和首次充放电容量。

进一步的，所述负极材料层包括碳纳米管、硅纳米管、纳米金属或纳米氧化物材料。

由上述描述可知，采用纳米材料作为电池的负极具有优异的嵌锂性能，同时具有较好的离子运输和电子传导能力。

实施例

请参照图1，本实用新型的实施例一为：一种锂电池，包括依次设置的正极材料层1、电解质层3和负极材料层2，所述正极材料层1可以为硫化锂、多硫化锂或硫化锂与多硫化锂的混合材料，当为硫化锂与多硫化锂的混合材料时，硫化锂与多硫化锂可为任一比例。本实施例中，所述负极材料层2为能进行锂离子插入和脱插的材料，例如可以是石墨材料；硅基或硅基合金材料；锡基、锗基、铝基、锑基或镁基金属合金材料；过渡金属氧化物材料；碳纳米管、硅纳米管、纳米金属或纳米氧化物材料。