[发明专利]锡复合锂电极及其制备方法及包含该电极的电池

说明书

本发明属于金属锂电池技术领域，尤其涉及一种锡复合锂电极及其制备方法及包含该电极的电池，其中，锡复合锂电极包括金属锂片以及喷涂于所述金属锂片上的锡粉层，所述金属锂片的厚度为10～100μm，所述锡粉层的厚度小于10μm；锡复合锂电极的制备方法是在干燥环境下将烘烤干燥的锡粉喷涂于金属锂片上并进行辊压；电池以锡复合锂电极作为负极。相比于现有技术，本发明提高了锂离子的传导速率，抑制锂枝晶生长，提高了电池的循环性能和安全性能。

技术领域

本发明属于金属锂电池技术领域，尤其涉及一种锡复合锂电极及其制备方法及包含该电极的电池。

背景技术

随着锂电池技术的不断更新和发展，其质轻、高容、长寿命的优点逐渐得到消费者的青睐。近年来，锂电池由于具有电压高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面。

随着智能手机和笔记本电脑等移动互联网设备的普及，电动自行车和电动摩托车等电动交通工具的推广，以及无人机和太空探测器等航空航天技术的发展，锂离子电池性能面临着更高的发展要求，而高能量密度已成为高性能锂离子电池的研究方向之一。

为了提升锂离子电池的能量密度，关键是寻找高容量的正负极活性材料。金属锂负极理论比容量为3860mAh/g，电压平台为-3.04V(vs标准氢电极)，并具有极好的导电性，非常适合作为高能量密度锂离子电池的负极。但是，金属锂负极在充电时，锂离子会聚集起来发生膨胀，这种膨胀是不均匀的，会造成凹坑和裂缝，从而使得锂离子从裂缝中溢出，形成苔藓状生长，即锂枝晶。这会导致电池短路，影响电池的安全，同时锂离子的析出还会造成电池性能下降，缩短电池使用寿命。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种锡复合锂电极，提高锂离子的传导速率，抑制锂枝晶生长。

本发明的目的之二在于：提供一种锡复合锂电极的制备方法。

本发明的目的之三在于：提供一种包含锡复合锂电极的电池。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锡复合锂电极，包括金属锂片以及喷涂于所述金属锂片上的锡粉层，所述金属锂片的厚度为10～100μm，所述锡粉层的厚度小于10μm。

作为本发明所述的锡复合锂电极的一种改进，所述锡粉层中锡粉的粒径为1nm～50μm。

一种锡复合锂电极的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，先准备金属锂片和粒径为1nm～50μm的锡粉，然后对锡粉进行真空烘烤得到干燥的锡粉；

步骤二，在干燥环境下，利用喷涂设备将干燥的锡粉均匀喷涂在金属锂片表面上，得到表面喷涂有锡粉层的金属锂片；

步骤三，在干燥环境下，利用辊压机对表面喷涂有锡粉层的金属锂片进行辊压得到锡复合锂电极。

作为本发明所述的锡复合锂电极的制备方法的一种改进，在步骤一中，真空烘烤的温度为60℃～200℃，真空度小于或等于-90KPa。

作为本发明所述的锡复合锂电极的制备方法的一种改进，在步骤二和三中，干燥环境为露点不超过-35℃。

作为本发明所述的锡复合锂电极的制备方法的一种改进，在步骤三中，辊压后金属锂片的厚度为10～100μm。

作为本发明所述的锡复合锂电极的制备方法的一种改进，在步骤三中，辊压后锡粉层的厚度小于10μm。

一种包含锡复合锂电极的电池，包括正极、负极、间隔设置于所述正极和负极之间的隔膜、以及电解液，所述负极为前文所述的锡复合锂电极。