[发明专利]一种锂电池的负极及其制备方法和锂电池

说明书

本公开涉及一种锂电池的负极及其制备方法和锂电池，该负极包括负极基体和覆盖在所述负极基体的至少一个主表面上的隔离保护膜；所述负极基体含有负极活性材料且所述负极活性材料为锂金属负极活性材料、锂硅碳复合负极活性材料和锂合金负极活性材料中的一种或几种；所述隔离保护膜含有聚碳酸酯类聚合物和有机锂盐；所述有机锂盐为在碳酸甲乙酯中溶解度小于0.1mol/L的有机锂盐。本公开的锂电池的负极的隔离保护膜能够有效的阻隔活性金属锂与电解液溶中自由溶剂的接触，并且避免隔离保护膜本身被电解液侵蚀，从而延长了锂金属负极的锂电池的循环寿命。

技术领域

本公开涉及应用化学领域，具体地，涉及一种锂电池的负极及其制备方法和锂电池。

背景技术

传统的锂离子电池一般采用石墨或硅-碳作为负极保证电池循环过程中锂离子在正负极中高效的脱嵌。但是，石墨和硅-碳负极的循环性能较差，使得电池能量密度无法进一步大幅提高。

锂金属具备较低的负电性(-3.04V相对于标准氢电极)，较高的理论比容量(3861mAh/g)，是下一代高能量密度负极材料的最佳选择，在使用金属锂负极时，锂电池会需要采用PEO基聚合物电解质、硫系无机固态电解质或高盐浓度电解液来解决锂金属在电池循环过程中被消耗的技术问题，但是它们的使用会带来无法匹配高电压正极材料和温度要求苛刻的缺陷，目前尚难以满足实际使用的需求。

因此，在使用金属锂负极时，锂电池的循环性能较差仍然是亟待解决的问题。

发明内容

本公开的目的是为了克服锂金属负极的锂电池的循环性能较差的缺陷，提供一种具有良好的循环性能的锂金属负极的锂电池。

本公开的发明人通过研究发现，如果在锂金属负极基体外覆盖含聚碳酸酯类聚合物和有机锂盐的隔离保护膜，在有机锂盐为较低溶解度的有机锂盐的情况下，能够有效的阻隔活性金属锂与电解液中自由的溶剂的接触，并且避免隔离保护膜本身被电解液侵蚀，从而延长了锂金属负极的锂电池的循环寿命。

本公开的第一方面提供了一种锂电池的负极，该负极包括负极基体和覆盖在所述负极基体的至少一个主表面上的隔离保护膜；所述负极基体含有负极活性材料且所述负极活性材料为锂金属负极活性材料、锂硅碳复合负极活性材料或锂合金负极活性材料中的一种或几种；所述隔离保护膜含有聚碳酸酯类聚合物和有机锂盐；所述有机锂盐为在碳酸甲乙酯中溶解度小于0.1mol/L的有机锂盐。

可选地，所述隔离保护膜的厚度为0.5-25μm。

可选地，所述隔离保护膜中，相对于1-95重量份的聚碳酸酯类聚合物，所述有机锂盐的含量为5-99重量份。

可选地，相对于10-90重量份的所述聚碳酸酯类聚合物，所述有机锂盐的含量为10-90重量份。

可选地，所述有机锂盐包括乙烯二碳酸酯锂、碳酸甲酯锂、碳酸乙酯锂、亚乙烯二碳酸锂、二亚乙烯二碳酸锂、丙烯二碳酸锂、甲醇锂、乙醇锂、甲酸锂、草酸锂和硬脂酸锂中的一种或几种。

可选地，所述聚碳酸酯类聚合物包括聚碳酸丙烯酯、聚亚乙基碳酸酯、聚乙烯基碳酸乙烯酯、聚三亚甲基碳酸酯以及聚烯丙基二甘醇二碳酸酯的均聚物或共聚物中的一种或几种。

可选地，所述聚碳酸酯类聚合物的玻璃化转变温度低于-20℃。

可选地，所述锂金属负极活性材料包括锂箔、锂薄膜、稳定化锂粉和锂带中的至少一种；所述锂硅碳复合负极活性材料包括预嵌锂后的硅碳负极；所述锂合金负极活性材料含有锂以及硼、镓、铟、铝、磷、铅、锗和锡中的至少一种。

可选地，所述电池负极还包括用于负载所述负极活性材料的负极集流体；所述负极集流体还包括铜箔、铜网、镍网、镍箔、泡沫铜、不锈钢网和不锈钢带中的至少一种。