一种分级结构玻璃纤维与金属锂的复合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种分级结构玻璃纤维与金属锂的复合物及其制备方法，涉及电池负极的技术领域，其包括锂层，锂层内设置有玻璃纤维层，玻璃纤维层的底端完全包覆于锂层内、顶端裸露于锂层的外侧，玻璃纤维中、下表面设置有导电层、上端呈裸露状态，导电层具有亲锂性和电子电导性，玻璃纤维层裸露的顶端没有电子或离子电导性。沉积的锂离子只可以在复合电极的表面有修饰层的玻璃纤维上得到电子，无法在玻璃纤维最顶端得到电子，以不至于形成超过表面玻璃纤维厚度的锂枝晶和死锂，使得电极总体厚度可控且电池安全性高。玻璃纤维最顶端表面电子绝缘，在电池中贴合隔膜后不会导致电池短路。玻璃纤维下半部的金属锂则负责补充锂源，电池循环性能得到保障。

【技术实现步骤摘要】
一种分级结构玻璃纤维与金属锂的复合物及其制备方法
本专利技术涉及锂电池负极的
，更具体地说，它涉及一种分级结构玻璃纤维与金属锂的复合物及其制备方法。
技术介绍
相比于目前商业应用于锂离子电池中的石墨负极，锂金属负极理论上可以提供更多的容量(3860mAh/g，石墨负极：372mAh/g)和最负的电势(-3.040Vvs.标准氢电极)，有望在下一代便携式电子设备以及电动汽车等领域实现较大的应用。以金属锂为负极的锂硫电池和锂空电池逐渐受到研究人员的关注，成为近年来学术和产业界研究的热点。但是，锂金属负极的研究还存在许多问题，其中最重要的一个便是枝晶的生长。枝晶是由于锂离子在负极多次沉积/析出过程中，负极出现的树枝状的锂沉积物。枝晶生长会带来三个方面的问题：(1)枝晶会刺穿隔膜导致电池短路，正负极内部的短路电流在电池内部生热，造成电池系统热失控，进而引发电池着火甚至爆炸等一系列安全问题；(2)枝晶会增加电解液与金属锂的副反应，消耗锂活性物质，降低电池利用率；(3)在沉积/剥离锂时，对于薄金属锂负极有较大的体积形变，这使得电池负极整体处于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分级结构玻璃纤维与金属锂的复合物，其特征在于：包括锂层(1)，所述锂层(1)内设置有玻璃纤维层(2)，所述玻璃纤维层(2)的底端完全包覆于锂层(1)内、顶端裸露于锂层(1)的外侧，所述玻璃纤维层(2)中、下表面设置有导电层(3)、上端呈裸露状态，所述导电层(3)具有亲锂性和电子电导性，所述玻璃纤维层(2)裸露的顶端没有电子或离子电导性。/n

【技术特征摘要】
1.一种分级结构玻璃纤维与金属锂的复合物，其特征在于：包括锂层(1)，所述锂层(1)内设置有玻璃纤维层(2)，所述玻璃纤维层(2)的底端完全包覆于锂层(1)内、顶端裸露于锂层(1)的外侧，所述玻璃纤维层(2)中、下表面设置有导电层(3)、上端呈裸露状态，所述导电层(3)具有亲锂性和电子电导性，所述玻璃纤维层(2)裸露的顶端没有电子或离子电导性。


2.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于：所述导电层(3)采用亲锂金属材料、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)中的一种或多种制成。


3.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于：所述玻璃纤维层(2)采用玻璃纤维编织物。


4.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于：所述玻璃纤维的电导率小于10-8S/cm。


5.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于：所述玻璃纤维层(2)上端的裸露厚度为5-30μm，且裸露厚度为(正极面容量*5+(0至5))μm。


6.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于：所述锂层(1)的厚度为10-100μm，且锂层(1)的厚度为(正极面容量*(1-库伦效率)*5*预期循环次数+(0至10))μm。


7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晓雄，张秩华，崔言明，黄园桥，詹盼，
申请(专利权)人：浙江锋锂新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33