用于锂金属电极的保护性涂层制造技术

本发明专利技术题为“用于锂金属电极的保护性涂层。”本发明专利技术提供了用于锂金属电极的双层保护性涂层以及与其相关的形成方法。负极组件包括电活性材料层，该电活性材料层包括锂金属和保护性双层涂层。保护性双层涂层包括设置在电活性材料层的表面上的聚合物层和设置在聚合物层的暴露表面上的无机层。聚合物层具有大于或等于约0.01GPa至小于或等于约410GPa的弹性模量。无机层具有大于或等于约10GPa至小于或等于约1000GPa的弹性模量。

【技术实现步骤摘要】
用于锂金属电极的保护性涂层
技术介绍
本节段提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。本公开涉及用于锂金属电极的保护性涂层。更具体地讲，保护性涂层为双层，其包括设置在锂金属电极材料上的有机层和设置在该有机层上的无机层。本公开也涉及制备保护性涂层的方法。通过背景，高能量密度的电化学电池(诸如锂离子蓄电池)可用于多种消费产品和车辆，诸如混合动力电动车(HEV)和电动车(EV)。典型的锂离子蓄电池和锂硫蓄电池包括第一电极、第二电极、电解质材料和隔板。一个电极用作正极或阴极(放电时)，而另一个电极用作负极或阳极(放电时)。可电连接蓄电池单元的叠堆以增加总输出。通过在负极与正极之间来回可逆地传递锂离子来操作常规的可再充电锂离子蓄电池。隔板和电解质设置在负极与正极之间。电解质适用于传导锂离子，并且可为固体(例如，固态扩散)或液体形式。锂离子在蓄电池充电期间从阴极(正极)移动到阳极(负极)，并且在蓄电池放电时以相反的方向移动。可使用许多不同的材料来形成用于锂离子蓄电池的部件。常见的负极材料包括锂嵌入材料或合金主体材料，类似碳基材料，诸如锂-石墨嵌入化合物或锂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极组件，所述负极组件用于使锂循环的电化学电池，其中在结合到所述电化学电池中之前，所述负极组件包括：/n电活性材料层，所述电活性材料层包含锂金属；和/n保护性双层涂层，所述保护性双层涂层为离子导电的，所述涂层包括：/n聚合物层，所述聚合物层设置在所述电活性材料层的表面的至少一个区域上，所述聚合物层具有大于或等于约0.01GPa至小于或等于约410GPa的弹性模量；以及无机层，所述无机层设置在所述聚合物层上，所述无机层具有大于或等于约10GPa至小于或等于约1000GPa的弹性模量。/n

【技术特征摘要】
20181228 US 16/2348731.一种负极组件，所述负极组件用于使锂循环的电化学电池，其中在结合到所述电化学电池中之前，所述负极组件包括：
电活性材料层，所述电活性材料层包含锂金属；和
保护性双层涂层，所述保护性双层涂层为离子导电的，所述涂层包括：
聚合物层，所述聚合物层设置在所述电活性材料层的表面的至少一个区域上，所述聚合物层具有大于或等于约0.01GPa至小于或等于约410GPa的弹性模量；以及无机层，所述无机层设置在所述聚合物层上，所述无机层具有大于或等于约10GPa至小于或等于约1000GPa的弹性模量。


2.根据权利要求1所述的负极组件，其中所述聚合物层包含一种或多种有机材料，所述一种或多种有机材料具有大于或等于约10-7mS/cm至小于或等于约100mS/cm的离子电导率。


3.根据权利要求2所述的负极组件，其中所述聚合物层包含选自由以下项组成的组中的一种或多种有机材料：全氟(2-(2-磺酰基乙氧基)丙基乙烯基醚)-四氟乙烯共聚物、聚丙烯酸(PAA)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、磺化四氟乙烯基含氟聚合物-共聚物以及它们的组合。


4.根据权利要求2所述的负极组件，其中所述聚合物层具有大于或等于约20nm至小于或等于约2μm的厚度。


5.根据权利要求1所述的负极组件，其中所述聚合物层包含一种或多种有机材料，所述一种或多种有机材料具有大于或等于约10-15mS/cm至小...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖兴成，李滨松，H·高，郭凯，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，布朗大学，
类型：发明
国别省市：美国;US