锂金属负极保护层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了锂金属负极保护层及其制备方法和应用。该锂金属负极保护层包括金属保护层和聚合物保护层，其中，所述金属保护层形成在锂金属负极片上，且所述金属保护层的至少一部分金属与所述锂金属负极片反应形成合金层；所述聚合物保护层包括聚合物和锂盐，所述聚合物保护层形成在所述金属保护层上。将该锂金属负极保护层用于电池可以防止锂枝晶产生、避免锂金属负极与电解质层直接接触而发生反应，同时减小负极片与电解质层之间的界面阻抗，从而显著改善电池的循环性能、倍率性能、安全性能和使用寿命等。

【技术实现步骤摘要】
锂金属负极保护层及其制备方法和应用
本专利技术涉及固态电池
，特别涉及一种锂金属负极保护层及其制备方法和应用。
技术介绍
随着消费电子产品、电动汽车等的迅速发展，对电池的能量密度、安全可靠性及使用寿命的需求也不断飙升。锂金属具有极高的理论比容量(约为3860mAh/Kg)和最低的电位(-3.04V)，因此锂金属二次电池是下一代高能量密度储能器件的首选体系。而固态电池由于其内部不存在电解液，可以有效避免因电解液的泄露等问题而造成的安全隐患，并具有能量密度高、无记忆效应等优点而受到研究人员的广泛关注。然而，由于锂金属的反应活性很高，与固态电解质不稳定的现象一直存在，锂金属与固态电解质的反应会造成电池内部阻抗增大，影响电池循环的倍率性能；另外，固态电解质层中存在很多的空隙，在循环过程中很容易被锂枝晶刺穿，导致电池出现微短路，降低电池的循环寿命。因此，电池的结构仍有待进一步改进。
技术实现思路
本专利技术主要是基于以下问题提出的：专利技术人发现，为了提升电池的综合性能，可以在电池中形成有效的保护层。例如，可以通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂金属负极保护层，其特征在于，包括：/n金属保护层，所述金属保护层形成在锂金属负极片上，且所述金属保护层的至少一部分金属与所述锂金属负极片反应形成合金层；/n聚合物保护层，所述聚合物保护层包括聚合物和锂盐，所述聚合物保护层形成在所述金属保护层上。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂金属负极保护层，其特征在于，包括：
金属保护层，所述金属保护层形成在锂金属负极片上，且所述金属保护层的至少一部分金属与所述锂金属负极片反应形成合金层；
聚合物保护层，所述聚合物保护层包括聚合物和锂盐，所述聚合物保护层形成在所述金属保护层上。


2.根据权利要求1所述的锂金属负极保护层，其特征在于，所述金属保护层通过物理气相沉积法形成在锂金属负极片上，
任选地，所述金属保护层的厚度为5～500nm，所述金属保护层的金属纯度为99.99～99.999％，
任选地，所述金属保护层包括选自金、银、铟、锌、锡、镁、铝、镓、镉、铋、铅和锑中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的锂金属负极保护层，其特征在于，所述聚合物保护层的厚度为5～100μm，
任选地，所述聚合物为选自聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚碳酸亚丙酯、聚丙烯腈、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇加密丙烯酸酯(PEGMEA)、聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙二醇中的至少一种。


4.一种制备权利要求1～3中任一项所述的锂金属负极保护层的方法，其特征在于，包括：
(1)采用物理气相沉积法在锂金属负极片表面形成金属镀层，以便使镀层金属与锂金属反应形成合金层，得到金属保护层；
(2)将聚合物、锂盐和有机溶剂混合后涂膜，干燥，以便得到聚合物保护膜；
(3)将所述聚合物保护膜形成在所述金属保护层上，以便在所述锂金属负极片上形成复合保护层。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)在露点不高于零下40℃的干燥环境下进行，
任选地，步骤(1)中，所述物理气相沉积法为真空蒸镀法、离子溅射法、磁控溅射镀膜法、电弧等离子体镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓醒，秦士林，朱朋辉，陈少杰，周龙捷，邓素祥，马忠龙，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32