The invention relates to a sandwich structure lithium metal composite negative electrode and a preparation method thereof, belonging to the two battery technology field. The composite anode of the sandwich structure is formed by the superposition of the collector, the lithium band and the interface layer from bottom to top. The preparation method is as follows: first, the interface layer material is mixed into the slurry, coated on the metal foil or diaphragm, and dried to be used. Then the metal foil or diaphragm with the fluid, lithium and interface layer material is stacked in turn, and the three layers are rolled through rolling mill at the same time; then the metal foil on the surface of the sandwich structure is pressed. Or the diaphragm is stripped to obtain a composite lithium metal anode with an interface layer. The preparation method of the invention has the advantages of convenient operation and simple process, and can realize automatic winding continuous production, at the same time, it can ensure the consistency of the product and the reproducibility between batch. The sandwich structure composite lithium metal anode can improve the growth of lithium dendrite and increase the cycle life of the battery.
【技术实现步骤摘要】
一种三明治结构的复合金属锂负极及其制备方法
本专利技术涉及一种二次电池的金属锂负极及其制备方法,具体涉及一种辊对辊连续制备三明治结构的复合金属锂负极及其制备,属于二次电池
技术介绍
金属锂电池(如锂硫电池、锂空气电池)因具有比现有商业化锂离子电池更高的理论能量密度而成为当前化学电源领域的研究热点。金属锂负极作为金属锂电池的关键组成部分,其安全应用成为了下一代高能量密度金属锂电池的决定因素。金属锂负极具有极高的理论比容量(3860mAhg-1)和极低的电势(-3.04V,相对于标准氢电极),是下一代高能量密度锂电池的理想负极材料。然而,由于锂枝晶的生长所引起的安全隐患和库伦效率低等问题,导致可充金属锂电池至今尚未商业化。目前,常用的改善金属锂负极方法主要有采用电解液添加剂、引入人造界面层、采用聚合物或固态电解质、隔膜修饰以及使用三维骨架等。这些改善方法的主要目的之一是通过原位或非原位的策略来构建稳定的固态电解质界面层(SEI),其中原位形成稳定SEI主要通过电解液成分的修饰(包括有机溶剂、锂盐和功能添加剂)来实现;非原位策略主要通过引入人造界面层(包括碳层、Al2O3等)来协助形成稳定的SEI。目前,引入人造界面层的方法主要有原子层沉积法(ALD)、分子层沉积法(MLD)以及直接采用碳纸(如石墨烯、碳纳米管、碳纤维形成的碳纸)。这些方法各自存在着一定的局限性,比如ALD和MLD法需要借助特殊设备,操作过程复杂且成本昂贵;直接采用碳纸作为界面层时,碳纸的厚度一般在100μm以上,这会降低电池的体积能量密度。虽然可以通过抽滤、涂覆等方法制得较薄(1~1 ...
【技术保护点】
1.一种三明治结构的复合金属锂负极,其特征在于:该复合金属锂负极由集流体(3)、锂带(2)和界面层(1)自下而上叠加而成,其厚度为30‑110μm。
【技术特征摘要】
1.一种三明治结构的复合金属锂负极,其特征在于:该复合金属锂负极由集流体(3)、锂带(2)和界面层(1)自下而上叠加而成,其厚度为30-110μm。2.根据权利要求1所述的一种三明治结构的复合金属锂负极,其特征在于:所述集流体采用铜箔、铜网或镍网;所述界面层是由碳材料、硅粉和金属纳米粉中的一种或多种构成。3.根据权利要求1或2所述的一种三明治结构的复合金属锂负极,其特征在于:所述锂带厚度为20-50μm;所述界面层厚度为0.5-50μm。4.一种如权利要求1、2或3所述的一种三明治结构的复合金属锂负极的制备方法,其特征在于该方法包括如下步骤:1)将界面层材料分散在水或有机溶剂中配制成浆料,将配制好的浆料通过涂覆机均匀涂覆于金属箔或隔膜上,烘干待用;2)将集流体、锂带和步骤1)中所得涂覆有界面层材料的金属箔或隔膜依次叠放,其中涂有界面层材料的面...
【专利技术属性】
技术研发人员:张强,李滔,程新兵,石鹏,
申请(专利权)人:清华大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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