一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极制造技术

本发明专利技术涉及一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极。本发明专利技术属于电化学技术领域，涉及一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极及其在锂二次电池中的应用。该保护层的实质是由含胺基或氰基或硝基或亚硝基的丙烯酸酯中的一种或多种与除上述几类丙烯酸酯外的丙烯酸酯类有机物中的一种或多种以及含氮的小分子化合物中的一种或多种在金属锂负极表面构建有机保护层，同时有机层中含氮部分与金属锂发生反应在界面处原位形成无机保护层，从而形成了有机无机双重保护层。具有该保护层的金属锂负极用于锂电池中，由于有机无机层的协同作用可以有效提升电池的库伦效率，抑制锂枝晶的生长，改善安全问题以及延长循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极
本专利技术属于电化学
，涉及一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极及其制备方法和在锂二次电池中的应用。
技术介绍
锂离子电池作为目前商用的储能器件，由于其较高的电压和能量密度在生活中得到了广泛的应用。随着移动电子设备的快速发展对电池能量密度的要求也越来越高，同时在电动汽车、智能电网、航空航天等领域对锂离子电池的能量密度、安全性能及循环寿命等要求也提出了挑战。目前传统的锂离子电池已逐渐不能满足社会的需求，因此开发具有高安全性、高能量密度、高使用寿命及低成本的下一代锂电池十分必要。金属锂具有高的容量（理论3860mAh/g），低的密度（0.59g/cm3），低的电化学势（-3.04Vvs.标准氢电极），因此以金属锂作为负极的金属锂二次电池与石墨负极的锂离子电池相比具有电压高能量密度高的优异性能，但是目前金属锂二次电池只在实验室中研究使用在市场上并没有成功应用。制约金属锂二次电池使用和发展的原因主要有以下几点：（1）金属锂的活性较高，几乎与绝大多数的有机溶剂发生反应，从而在金属锂与电解液的界面形成SEI膜，随着反应的进行，SEI膜逐渐增厚，界面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极，其特征在于，金属锂负极包括活性物质层和保护层，保护层包括有机层和无机层。

【技术特征摘要】
1.一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极，其特征在于，金属锂负极包括活性物质层和保护层，保护层包括有机层和无机层。2.根据权利要求1所述的一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极，其特征在于，金属锂负极活性物质层为金属锂或金属锂合金。3.根据权利要求1所述的一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极，其特征在于，有机层由以下有机物原位聚合生成：包括α-氰基丙烯酸酯、α-氨基丙烯酸酯、α-硝基丙烯酸酯和α-亚硝基丙烯酸酯中的一种或多种；除上述四类丙烯酸酯外的其他丙烯酸酯类有机物中的一种或多种以及含氮的小分子化合物中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极，其特征在于，α-氰基丙烯酸酯、α-氨基丙烯酸酯、α-硝基丙烯酸酯和α-亚硝基丙烯酸酯的结构通式为：其中，R1的结构为CnH2n+1(5≥n≥1的整数)、（5≥m≥0的整数）和(5≥p≥1的整数)中的一种，R2的结构为CN、NH2、NO2和NO中的一种。5.根据权利要求1所述的一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极，其特征在于，除上述四类丙烯酸酯外的其他丙烯酸酯类有机物包括丙烯酸羟乙酯、三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸β-羟乙(丙)酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种具有有机无机双重保护层的金属锂负极，其特征在于，含氮的小分子化合物包括丙烯腈、丁二腈、三羟基丙腈、苯胺、己二胺、尿素和丙烯酰胺中的一种或多种。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔光磊，张舒，王庆富，胡正林，董杉木，徐红霞，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37