一种锂负极保护膜、制备方法及锂金属二次电池技术

本发明专利技术涉及一种锂负极保护膜、制备方法及锂金属二次电池，属于锂金属二次电池领域。所述锂负极保护膜由锂盐、离子液体、无机物纳米颗粒和锂化处理的Nafion聚合物组成；含锂盐的离子液体吸附在无机物纳米颗粒表面并均匀分散在锂化处理的Nafion聚合物中。通过配置锂盐与离子液体的混合溶液；将混合溶液及无机物纳米颗粒密封球磨混合得到准固态电解质；将准固态电解质与锂化处理的Nafion聚合物溶液混合后涂覆于锂或铜箔表面，溶剂挥发完全后制得所述保护膜。所述锂负极保护膜可抑制锂枝晶产生，具有良好机械性能和化学稳定性、高锂离子电导率以及良好成膜性能；具备所述锂负极保护膜的锂金属二次电池具有优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂负极保护膜、制备方法及锂金属二次电池
本专利技术涉及一种锂负极保护膜、制备方法及锂金属二次电池，属于锂金属二次电池

技术介绍
伴随着社会进步，人类利用的能源也在与日俱增。高效的能源存储和转换是社会进步的动力，而电池的出现和使用使人们可以更加高效和便捷的利用能源。目前，铅酸电池、镉镍电池、镍氢电池以及锂离子电池已经实现商业应用。尤其是锂离子电池，改变了人们交流和交通方式。随着锂离子电池(尤其是石墨负极)的实际能量密度逐渐接近于其理论极限值，迫切需要更加高效的电极材料以满足新兴的高端储能器件发展的要求。金属锂负极以其极高的容量密度(3680mAh/g)和低的标准电极电势(-3.04V)而成为理想的下一代锂二次电池负极材料。以金属锂为负极的锂金属电池包括锂硫电池、锂空电池和锂氧化物电池，都表现出极高的理论能量密度。然而，金属锂直接作为负极材料仍存在很多问题：金属锂化学性质活泼，会与空气、水发生反应导致电池组装困难；充电时，沉积的锂会与电解液发生反应，导致库伦效率低；金属锂表面形态的不均匀，导致表面电荷分布不均匀，容易产生枝晶刺穿隔膜造成电池短路，引发安全隐患。这些问题阻碍了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂负极保护膜，其特征在于：所述保护膜由锂盐、离子液体、无机物纳米颗粒和锂化处理的Nafion聚合物组成；含锂盐的离子液体吸附在无机物纳米颗粒表面并均匀分散在锂化处理的Nafion聚合物中；所述无机物纳米颗粒为无机氧化物纳米颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种锂负极保护膜，其特征在于：所述保护膜由锂盐、离子液体、无机物纳米颗粒和锂化处理的Nafion聚合物组成；含锂盐的离子液体吸附在无机物纳米颗粒表面并均匀分散在锂化处理的Nafion聚合物中；所述无机物纳米颗粒为无机氧化物纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的一种锂负极保护膜，其特征在于：所述锂盐为双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、全氟乙基磺酰亚胺锂和全氟烷基磺酰甲基锂中的一种以上；所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基,丙基吡咯双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基,丁基吡咯双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基,丙基吡咯双氟甲磺酰亚胺盐和N-甲基,丁基吡咯双氟甲磺酰亚胺盐中的一种以上；所述无机物纳米颗粒为二氧化硅纳米颗粒、二氧化锆纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒或三氧化二铝纳米颗粒。3.根据权利要求1所述的一种锂负极保护膜，其特征在于：所述保护膜厚度为0.1μm～100μm。4.一种如权利要求1～3中任一项所述的锂负极保护膜的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)在水分含量小于等于0.1ppm的无氧环境中配置锂盐与离子液体的混合溶液；(2)将混合溶液及无机物纳米颗粒放置于球磨罐中并密封，球磨混合均匀后，得到准固态电解质；(3)取准固态电解质与锂化处理的Nafion聚合物溶液混合搅拌，将混合搅拌得到的材料在水分含量小于等于0.1ppm的无氧环境中进行如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈人杰，赵利媛，屈雯洁，吴锋，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11