[发明专利]一种锂负极表面钝化的方法

说明书

本发明提供了一种锂负极表面钝化的方法，包括以下步骤：A)将锂盐和有机溶剂混合，得到混合溶液；将金属锂片的表面进行预处理；B)将步骤A)得到的金属锂片置于混合溶液中，在电化学驱动下反应；C)按照步骤B)，重复进行金属锂片的处理。本申请提供了一种锂负极表面钝化的方法，通过采用特定的锂盐和有机溶剂且配制高浓度的锂盐溶液，使制备的钝化层实现了厚度、机械强度、锂离子迁移能力和隔离能力的同时兼顾、调节。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂负极表面钝化的方法。

背景技术

金属锂负极表面的化学活性是导致金属锂负极失效的原因之一。鉴于此如何实现金属锂负极表面的钝化或者保护是非常重要的，因此负极锂表面的钝化层是必不可少的。钝化层需要同时具有优异的机械强度、锂离子在其间的迁移速度以及隔离电解液/金属锂负极的能力。因此，理想的金属锂表面钝化的实现需要同时满足上述三个条件。

常规的表面钝化方法很多，例如：涂覆额外保护层，该种保护层虽然具有异常好的隔离和机械强度，但是均匀性和厚度控制不好；还有一种方法是利用金属锂负极表面的活性与其他溶剂直接反应，该反应的特点是利于控制反应时间来控制厚度，然后其组分的构成预先设计成分较少，难以实现较高的机械强度。因此，现有技术中金属锂表面钝化难以实现厚度、隔离能力、机械强度和锂离子迁移能力的同时兼顾。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种锂负极表面钝化的方法，该方法可使制备的钝化层实现厚度、机械强度、锂离子迁移能力和隔离能力的同时兼顾、调节。

有鉴于此，本申请提供了一种锂负极表面钝化的方法，包括以下步骤：

A)将锂盐和有机溶剂混合，得到混合溶液；

将金属锂片的表面进行预处理；

B)将步骤A)得到的金属锂片置于混合溶液中，在电化学驱动下反应；

C)按照步骤B)，重复进行金属锂片的处理；

所述锂盐为含氟元素且氢元素少的大阴离子锂盐；

所述有机溶剂为含氟元素、含有缩醛结构且氢元素少的有机溶剂；

所述混合溶液中锂盐的浓度为4.0～20.0M。

优选的，所述锂盐选自双氟磺酰亚胺锂盐、六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、九氟-1-丁烷磺酸锂、2-(全氟烷基)乙基甲基丙烯酸酯、四氟硼酸锂、六氟铝酸锂、六氟砷酸锂、三氟醋酸鋰、六氟硅酸锂、二氟磷酸锂、二氟乙酸锂、六氟代锑酸锂、全氟己烷磺酸锂和1,1,2,2,3,3-六氟丙烷-1,3-二磺酰亚胺锂中的一种或多种。

优选的，所述锂盐选自九氟-1-丁烷磺酸锂、全氟己烷磺酸锂或1,1,2,2,3,3-六氟丙烷-1,3-二磺酰亚胺锂。

优选的，所述有机溶剂选自甲基九氟丁醚、全氟乙烷、全氟三丁胺、十五氟三乙胺、全氟-1-丁基磺酰氟、磷酸三(2，2，2-三氟乙基)脂、全氟萘烷、全氟癸基三氯硅烷、全氟碘代丁烷和异氟醚中的一种或多种。

优选的，所述有机溶剂选自甲基九氟丁醚、磷酸三(2，2，2-三氟乙基)脂、全氟癸基三氯硅烷或异氟醚。

优选的，所述锂盐的浓度为6.0～12.0M。

优选的，所述电化学驱动的方式为：

将3～5节1.5V的干电池短接于锂片两端。

优选的，所述锂片的厚度为45～200μm。

优选的，所述反应的时间为1～3min。

优选的，所述重复进行金属锂片的处理的次数为2～5次。