[发明专利]用于锂金属电池的负极和包括其的锂金属电池

权利要求书

1.用于锂金属电池的负极，包括：

包括锂金属或锂金属合金的锂金属电极；和

在所述锂金属电极的至少部分上的保护层，

其中所述保护层具有10⁶Pa或更大的杨氏模量并且包括具有大于1μm至100μm或更小的平均粒度的有机颗粒，

其中所述保护层包括锂盐或液体电解质，

其中所述保护层中的所述有机颗粒包括聚合物，所述聚合物包括：聚(苯乙烯-二乙烯基苯)共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯-二乙烯基苯)共聚物、聚(甲基丙烯酸乙酯-二乙烯基苯)共聚物、聚(甲基丙烯酸戊酯-二乙烯基苯)共聚物、聚(甲基丙烯酸丁酯-二乙烯基苯)共聚物、聚(甲基丙烯酸丙酯-二乙烯基苯)共聚物、聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)共聚物、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)共聚物、聚(苯乙烯-丙烯腈)共聚物、聚(苯乙烯-乙烯基吡啶)共聚物、聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)共聚物、聚(丙烯腈-乙烯-丙烯-苯乙烯)共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)共聚物、聚(甲基丙烯酸(C1-C9烷基)酯-丁二烯-苯乙烯)共聚物、聚(苯乙烯-丙烯酸(C1-C9烷基)酯)共聚物、聚(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)共聚物、或其组合，

其中所述保护层的杨氏模量根据ASTM标准D412测量，

其中所述保护层具有25-50％的孔隙率。

2.如权利要求1所述的负极，其中所述液体电解质占所述保护层的总体积的30-60体积％。

3.如权利要求2所述的负极，其中所述液体电解质包括锂盐和有机溶剂。

4.如权利要求3所述的负极，其中所述锂盐包括选自如下的至少一种：LiSCN、LiN(CN)₂、LiClO₄、LiBF₄、LiAsF₆、LiPF₆、LiCF₃SO₃、LiC(CF₃SO₂)₃、LiN(SO₂C₂F₅)₂、LiN(SO₂CF₃)₂、LiN(SO₂F)₂、LiSbF₆、LiPF₃(CF₂CF₃)₃、LiPF₃(CF₃)₃、和LiB(C₂O₄)₂，和

所述有机溶剂包括选自如下的至少一种：碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙甲酯、碳酸氟代亚乙酯、γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、一缩二乙二醇二甲基醚、二缩三乙二醇二甲基醚、聚乙二醇二甲基醚、丁二腈、环丁砜、二甲基砜、乙基甲基砜、二乙基砜、己二腈、三缩四乙二醇二甲基醚、和1,1,2,2-四氟乙基2,2,3,3-四氟丙基醚。

5.如权利要求1所述的负极，其中所述保护层中的所述有机颗粒具有化学或物理交联的结构。