[实用新型]锂金属参比电极

说明书

本实用新型涉及一种锂金属参比电极，其特征是：包括锂金属参比电极本体，所述锂金属参比电极本体包括多孔金属结构支撑、锂金属层和多孔固态电解质保护膜层，所述多孔金属结构支撑两侧表面设有锂金属层，所述锂金属层两侧表面设有多孔固态电解质层，构成三明治夹心结构。有益效果：本实用新型的参比电极采用原位去合金化制备多孔结构支撑、采用原位生长锂金属保护膜的方法，提升了锂金属参比电极的物理/化学/电化学稳定性。

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂金属参比电极。

背景技术

锂离子电池工作过程伴随着正负极间的锂离子和电子的传输，正极和负极的电势差即电池的电压用来表征电池的充放电状态。正负极电极电位是关键的参数，通过单一正负电极电位的变化，可得电池内部正负极上反应的电位信息。然而，正负极两电极的电池体系无法直接得到单电极的极化特性。必须在电池内设置参比电极，利用三电极体系进行正负极电位的测量，锂离子电池中通常通过锂离子电池内设置锂金属参比电极记录锂离子电池中正负极的电位变化。通过单一电极电位变化曲线，可以推测单一电极的电极反应活性、电极稳定性及电极氧化还原状态等，对于锂离子电池反应机理研究、寿命预测、安全等性能改善均有指导意义。

一般参比电极要求是：电极不易极化，可逆性好；电极电位比较稳定，且较靠近零电位，不易极化或钝化；电极电位重现性好；制备、工作稳定、易于制作、使用方便。公开(公告)号为CN203150666U的专利文献公开了一种新型锂离子电池的参比电极，包括电池极组和参比电极，电池极组包括正极片、负极片、隔离膜、正极极耳和负极极耳，正极极耳设置于正极片，负极极耳设置于负极片，正极片、负极片和隔离膜三者叠加对折，并且通过卷绕或叠加成祼电芯，参比电极由金属丝、一个负极极耳和一隔离膜构成，参比电极位于裸电芯次外层的隔离膜上，并且参比电极位于正极片和负极片之间，参比电极一端的金属丝引出电池外作为引子。将包有参比电极的电池极组采用铝塑封装袋进行封装。

在进行电池技术及电化学反应的研究时，如果锂离子电池参比电极的物理结构及化学性能不稳定，长时间测量后容易出现性能不稳定的现象，直接造成测量电位漂移。在锂离子电池中，金属锂带、金属丝或电镀锂的金属丝常被作为参比电极，以研究不同电极的氧化还原反应电位变化。但是，由于锂金属较差的机械强度及较高的化学活性，上述参比电极或多或少的存在不稳定的因素。目前参比电极开发困境主要是由电极含锂量引起：为了降低参比对电解液中锂离子的阻隔效应，必须尽可能减小参比电极尺寸，但会造成材料整体含锂量较少，信号弱，且易由于测量微电流造成电极损耗或电位漂移。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种锂金属参比电极，提升了锂金属参比电极的物理/化学/电化学稳定性。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：一种锂金属参比电极，其特征是：包括锂金属参比电极本体，所述锂金属参比电极本体包括多孔金属结构支撑、锂金属层和多孔固态电解质保护膜层，所述多孔金属结构支撑两侧表面设有锂金属层，所述锂金属层两侧表面设有多孔固态电解质层，构成三明治夹心结构。

所述多孔固态电解质层的厚度为100nm-1mm，多孔金属结构支撑层的厚度为10nm-0.5mm，锂金属层厚度10nm-1mm。

所述多孔金属结构支撑层采用金属丝或金属片；所述多孔金属结构支撑层的金属材质中的金属元素包括Ni、Cu、Au、Ag、Pt、Al或Zn的一种或两种以上组成的金属合金。

所述多孔固态电解质层成分包括聚合物固态电解质、锂盐和小分子溶剂；多孔固态电解质层中，聚合物固态电解质包括PECA、PTAP、聚季戊四醇四丙烯酸酯的一种或几种；锂盐包括LiFSI、LiTFSI、LiClO4、LiPF6中的一种或几种；小分子溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸甲乙酯中的至少一种的锂离子电池电解液用溶剂。