[发明专利]超薄锂膜复合体及其制备方法

权利要求书

1. 一种超薄锂膜复合体，其特征在于所述复合体包括：

承载层；和

位于所述承载层的至少一个表面上并且与所述承载层复合在一起的超薄锂膜，所述超薄锂膜是具有孔径为5~200微米的通孔的均匀薄膜，具有0.5-20微米的均匀厚度，厚度公差在±0.5µm以内，

其中所述超薄锂膜与所述承载层的界面处具有固体电解质界面层，

所述承载层的材料包括聚合物、无机氧化物和无机导体中的至少一种，其中所述聚合物选自聚酰亚胺、尼龙、纤维素、高强度薄膜化的聚烯烃和聚酯；所述无机氧化物包括三氧化二铝；所述无机导体选自石墨、碳纳米管和石墨烯，并且

所述超薄锂膜和所述承载层之间的粘结力在0.1~10 N·m^-1范围内。

2.根据权利要求1所述的超薄锂膜复合体，其特征在于：形成所述超薄锂膜的材料包括金属锂或者锂合金，所述锂合金为锂与硅、镁、铝、铟、硼、锡、镓、钇、银、铜、铅、铋、钠、碳、锗、钛、铬、钴、钨、铁、铌、镍、金、钡、镉、铯、钙、锰、氮、铂、硫、铊、锶、碲、锌、锑、锆中至少一种的合金。

3.根据权利要求1所述的超薄锂膜复合体，其特征在于：所述固体电解质界面层包含碳酸锂、氧化锂、氢氧化锂、氮化锂、氟化锂、磷酸锂和烷基锂中的一种或多种物质。

4.根据权利要求1所述的超薄锂膜复合体，其特征在于：所述超薄锂膜满足以下条件中的至少一个：

在长度方向上是连续或者间歇的；

通孔的形状为圆孔或类圆孔；

通孔间距为5-1000微米；

超薄锂膜的厚度为1-10微米。

5.根据权利要求4所述的超薄锂膜复合体，其特征在于：

在长度方向上间歇的超薄锂膜包括长度可控的空白区和金属锂层区，所述金属锂层区的长度范围为1-2000mm，所述空白区的长度范围为1-200mm；

在宽度方向上间歇的超薄锂膜具有宽度在1-200mm范围内的超薄锂膜部分，锂膜之间的间歇部分具有0.5-10mm的宽度。

6.根据权利要求1所述的超薄锂膜复合体，其特征在于：所述承载层具有单层或多层复合结构。

7.一种制备如权利要求1-6中任一项所述的超薄锂膜复合体的方法，其特征在于：所述方法包括：

在承载层的至少一个表面上形成功能化层，所述功能化层含有能够与金属锂反应形成固体电解质界面层的物质；

采用卷对卷工艺，将厚度为10~250µm的金属锂带材轧制并复合在承载层的形成有功能化层的表面上，获得超薄锂膜复合体。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述功能化层通过将含有能够与金属锂反应形成固体电解质界面层的物质的分散体以喷涂、浸涂、转移涂、挤出涂、刮刀涂、帘式涂或丝网印刷方式施加到承载层的至少一个表面上而形成。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述能够与金属锂反应形成固体电解质界面层的物质包括全氟正戊烷、全氟三戊胺、聚磷酸、聚偏氟乙烯、六氟磷酸锂、氟化铜、氟乙烯碳酸酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、氢氟酸、碳酸甲乙酯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述分散体中还包含二甲基聚硅氧烷、含氢硅油、冲剪油、液体石蜡、甲基硅油、乳化甲基硅油、含氢甲基硅油、硅脂、聚乙烯蜡、2-丙烯基-2-甲氧基乙酯、丙烯酸正丙酯、甲苯、正丁醇、聚乙烯醇、丁酮、异丙酸、3-吲哚丙酸、羧甲基纤维素中的至少一种物质。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述轧制为冷轧、热轧或复合轧制，其中热轧控制温度范围60~120℃。