[发明专利]一种带有双层界面膜的锂金属负极及其制备和应用

权利要求书

1.一种锂金属负极，其特征在于：所述锂金属负极具有双层界面膜，第一层为氟化锂层；第二层为醚类聚合物层。

2.根据权利要求1所述的锂金属负极，其特征在于，所述第一层是利用氟源化合物在锂金属表面原位反应制得氟化锂层；所述第二层是在氟化锂层上利用有机锂盐诱导环状醚类溶剂单体开环聚合制备。

3.按照权利要求1所述的锂金属负极，其特征在于：

所述双层界面膜的氟化锂层的厚度为1～30μm，醚类聚合物层的厚度为10～200μm。

4.根据权利要求1所述的锂金属负极，其特征在于，

所述氟源化合物为氟化铜、氟化铝、氟化碳、氟化镁、六氟铝酸钠中的一种或二种以上；

所述有机锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、双氟磺酸亚胺锂、高氯酸锂中的一种或二种以上；

所述环状醚类溶剂为1,3-二氧戊环、1,4-二氧己环、四氢呋喃、环氧己烷及其衍生物中的一种或两种以上。

5.权利要求1所述锂金属负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将氟源化合物以0.1-40％的质量分数溶解分散在易挥发有机溶剂中，得到前驱体溶液A；

(2)将一定质量有机锂盐溶解于环状醚类溶剂和易挥发有机溶剂中，得到混合液，搅拌1～48h得到聚合物溶液前驱体溶液B；

(3)将前驱体溶液A滴涂在金属锂片上原位反应1～20min，10～100℃下干燥5～60min，除去易挥发有机溶剂，制得内层致密的氟化锂层；

(4)再继续将聚合物溶液前驱体溶液B滴涂在步骤(3)制得的无机层表面，10～100℃下干燥5～60min，除去易挥发有机溶剂，得到带有双层界面膜的锂金属负极。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

所述的易挥发有机溶剂包含乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、乙腈、二甲基亚砜、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基乙基酯、甲基乙基砜中的一种或两种以上。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中所述有机锂盐在混合液中的质量分数为5～70％，环状醚类溶剂和易挥发有机溶剂的质量比为0.1～10；

步骤(3)中所述前驱体溶液A的滴涂量为10～300μL；

步骤(4)中所述聚合物溶液前驱体溶液B的滴涂量为10～300μL。

8.一种权利要求1-4任意一项所述锂金属负极的应用，其特征在于：所述锂金属负极应用于锂金属电池负极侧。