[发明专利]低膨胀金属锂负极及其制备方法、锂电池

说明书

本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种低膨胀金属锂负极及其制备方法、锂电池。其中低膨胀金属锂负极包括以下原料：锂金属、多孔氧化铝、导电剂；以及三者的质量比为1：（3‑10）：（0.005‑0.3）。在充电的过程中，多孔氧化铝提供低膨胀金属锂负极的骨架空间，保证了负极整体几乎没有膨胀，进而提高电池的寿命。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种低膨胀金属锂负极及其制备方法、锂电池。

背景技术

常规锂金属电池中，锂金属作为负极，在充放电过程中，由于没有骨架支撑，导致锂金属在充电过程中体积膨胀较大，造成电池的寿命降低。

发明内容

本发明提供了一种低膨胀金属锂负极及其制备方法、锂电池。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种金属锂负极，包括以下原料：锂金属、多孔氧化铝、导电剂；以及三者的质量比为1：（3-10）：（0.005-0.3）。

第二方面，本发明提供了一种金属锂负极的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，将锂金属熔融；步骤S2，掺入多孔氧化铝，以使锂金属进入多孔氧化铝的内部空隙；步骤S3，加入导电剂；以及步骤S4，搅拌均匀。

第三方面，本发明提供了一种锂电池，包括：负极；所述负极采用如前所述的金属锂负极。

本发明的有益效果是，本发明的低膨胀金属锂负极及其制备方法、锂电池以锂金属、多孔氧化铝、导电剂等为原料混合制成金属锂负极，锂金属在熔融状态下掺杂多孔的氧化铝，锂金属在氧化铝的毛细作用下进入氧化铝的内部空隙，多孔氧化铝提供的骨架空间保证了锂金属负极在充电的过程中几乎没有膨胀，进而提高电池的寿命。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的金属锂负极的制备工艺流程图；

图2是本发明的锂电池与常规锂金属电池的膨胀率对比图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一部分：

常规锂金属电池没有骨架支撑，在充电过程中体积膨胀较大，造成电池的寿命降低，鉴于此，本发明提供了一种低膨胀金属锂负极，包括以下原料：锂金属、多孔氧化铝、导电剂；以及三者的质量比为1：（3-10）：（0.005-0.3）。通过锂金属在熔融状态下掺杂多孔的氧化铝，使锂金属在氧化铝的毛细作用下进入氧化铝的内部空隙，在充电的过程中，多孔氧化铝提供低膨胀金属锂负极的骨架空间，保证了负极整体几乎没有膨胀，进而提高电池的寿命。此外，通过调控锂金属、多孔氧化铝的比例，可以使锂金属占用多孔氧化铝的内部空隙比例在1/5至1/2，可选为在1/4、1/3。如果比例过高，则多孔氧化铝的内部空隙无法提供金属锂足够的膨胀空间，从而负极金属锂膨胀过大，如果比例过低，则会导致负极的活性锂含量过低，进而导致电池的能量密度降低。