[发明专利]一种锂离子和锂金属电池参比电极的制备方法

说明书

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种锂离子和锂金属电池参比电极的制备方法，包括：将铜金属通过亲锂化处理，使其表面包覆一层均匀致密的单质或氧化物；在处理后的金属铜外包覆一层金属锂。该参比电极制备过程简便，操作性强，电极尺寸可控，形状均匀，明显延长了参比电极的使用寿命。

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种锂离子和锂金属电池参比电极的制备方法。

背景技术

能源和环保的双重压力下，储能技术近几十年来飞速发展，二次电池作为重要的储能手段广泛应用在人们生活的方方面面。其中市场占有最广的为以高能量密度著称的锂离子电池。随着人们对于电池的能量密度日益提高，对新一代高比能锂电池——第三代锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池等的研究与实用化受到各国政府与科研单位的重视。

电池电芯主要由正负极材料和电解液组成，由于电池电极的电势易受电极表面形貌结构特征、电流密度等多因素影响。因此，研究人员难以直接分别获取正负极电极电势。引入稳定的参比电极监测电池正负极电极电势极具实用意义，在水系体系中常采用的稳定参比电极如银/氯化银电极、饱和甘汞电极等不适用于锂电池中有机系体系中。

以往的研究中，金属锂带常被作为参比电极用于电解池中以研究不同电解液体系中电极表面的氧化还原电位。金属丝或电镀锂的金属丝常被作为参比电极用于软包电池中检测正负极的电极电势。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种锂离子电池或者锂金属电池用的参比电极，制备的参比电极能作为检测电池的电极电势的基准。该参比电极制备过程简便，操作性强，电极尺寸可控，形状均匀，明显延长了参比电极的使用寿命。

用于解决技术问题的方法

针对上述问题，本发明提出了一种锂离子电池或者锂金属电池用的参比电极。

根据本发明的一个实施方案，提供一种锂离子和锂金属电池参比电极的制备方法，其包括：将铜金属通过亲锂化处理，使其表面包覆一层均匀致密的单质或氧化物；在处理后的金属铜外包覆一层金属锂。

一种实施方式为，亲锂化处理方法为化学置换法、磁控溅射法、卷绕包覆法或煅烧法。

一种实施方式为，化学置换法为：将铜金属置于0.01～1mol/L的金属盐溶液中0.01～100分钟；磁控溅射法为：将金属或金属氧化物溅射至铜金属上；卷绕包覆法是将0.1～100μm厚度的金属或者非金属的箔片缠绕在铜金属表面；煅烧法为：将铜金属置于0.01～1mol/L金属盐溶液中，加入0.01～1mol/L碱溶液后静置0.01～100分钟，取出铜金属置于200～800℃的空气气氛下煅烧2–48小时。

一种实施方式为，化学置换法中采用的金属盐为：硝酸银、醋酸银、甲基磺酸银、碘化银中的至少一种；磁控溅射法中的金属或金属氧化物为：银、铂、金、锌、镁、铝、锡、硅、氧化锌、氧化铜、氧化铝、氧化镁、氧化锡、二氧化硅中的至少一种；煅烧法中采用的金属盐溶液为：硫酸锌、醋酸锌、氯化锌、硝酸锌、溴化锌、硝酸镁、氯化镁、醋酸镁、溴化镁、碘化镁、硝酸铝、氯化铝、硫酸铝、醋酸铝、溴化铝中的至少一种；煅烧法中采用的碱溶液为：氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钙、氨水中的至少一种；卷绕包覆法采用的亲锂材料为锂箔、银箔、硅带、金箔、铝箔、锡箔的至少一种。

一种实施方式为，该亲锂化处理后铜金属表面包覆的致密的单质或金属氧化物包括：锂、银、铂、金、锌、镁、铝、锡、硅、氧化锌、氧化铜、氧化铝、氧化镁、氧化锡、二氧化硅中的一种或几种。

一种实施方式为，金属铜外包覆一层金属锂的步骤包括，将处理后的铜金属干燥，并放置于170～500℃的惰性气体气氛下的熔融锂中进行复合。

一种实施方式为，所述的惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种或几种，熔融温度为170～500℃。