一种有机无机有序SEI层修饰锂金属的制备方法及其在电化学领域中的用途技术

本发明专利技术涉及一种有机无机有序SEI层修饰锂金属的制备方法及其在电化学领域中的用途，有机无机有序SEI层中与锂金属相邻的层为无机层，有机层位于无机层表面；其具有足够机械强度和柔韧性，能缓解电池体积膨胀，实现电极高库伦效率和长循环寿命，其制备方法采用高活性离子液体和/或有机盐溶液对锂金属表面进行处理，无机层来自离子液体和/或有机盐中含有[FSI]

【技术实现步骤摘要】
一种有机无机有序SEI层修饰锂金属的制备方法及其在电化学领域中的用途
本专利技术属于锂金属电池领域，涉及一种有机无机有序SEI层修饰锂金属的制备方法及其在电化学领域中的用途。
技术介绍
便携式器件和电动汽车的高速发展，对于传统锂离子电池提出了高的能量密度的要求。基于金属锂负极的高能量密度锂硫电池和锂空电池引起了极大的关注。金属锂作为负极材料，具有极高的理论比容量(3860mAh/g)，低电位(-0.304Vvs.SHE)以及非常小的密度(0.53g/cm3)，使得可充电锂金属电池成为世界范围内的研究热点。但是，锂金属负极的广泛应用还面临着很多挑战。首先，锂金属作为极其活泼的碱金属之一，非常容易和电解液发生反应，在其表面生成一层固态电解质中间相(SEI)，虽然原位生成的SEI在一定程度上可以抑制枝晶的生长，但是随着多次溶解和沉积的循环过程，SEI会反复遭到破环以及重新生成，使得锂金属和电解液在该过程中被持续消耗，最终导致了锂金属负极在循环过程中的低库伦效率与短的循环寿命。其次，在沉积过程中，金属锂易于产生枝晶，在尖端会冲破SEI层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机无机有序SEI层修饰锂金属的制备方法，其特征在于，所述有机无机有序SEI层为有机层和无机层的两层结构的有序分布，其中，有机无机有序SEI层中与锂金属相邻的层为无机层，有机层位于所述无机层的表面；/n所述制备方法包括：采用离子液体和/或有机盐溶液对锂金属的表面进行处理，得到所述有机无机有序SEI层修饰锂金属；/n其中，所述离子液体和/或有机盐溶液中无机部分含有[FSI]

【技术特征摘要】
1.一种有机无机有序SEI层修饰锂金属的制备方法，其特征在于，所述有机无机有序SEI层为有机层和无机层的两层结构的有序分布，其中，有机无机有序SEI层中与锂金属相邻的层为无机层，有机层位于所述无机层的表面；
所述制备方法包括：采用离子液体和/或有机盐溶液对锂金属的表面进行处理，得到所述有机无机有序SEI层修饰锂金属；
其中，所述离子液体和/或有机盐溶液中无机部分含有[FSI]-、[TFSI]-、[PO4]3-、[HPO4]2-或[H2PO4]-中的至少一种。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无机层中包含LiF、Li3N或Li3PO4中的至少一种；
优选地，所述有机层由离子液体和/或有机盐溶液中的有机部分转化得到；
优选地，所述有机层的表面设置有机高分子层；
优选地，所述有机高分子层的材质选自聚丙烯腈、聚四氟乙烯及聚乙二醇中的至少一种；
优选地，所述有机高分子层通过涂覆、旋涂或滴涂的方式得到；
优选地，所述有机高分子层的厚度为10-1000nm。


3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体选自Pyr13FSI、Pyr14TFSI、EMIMFSI、Pyr14PO4或Pyr14HPO4中的任意一种或至少两种的组合。


4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述进行处理的方法包括将锂金属浸泡在离子液体和/或有机盐溶液中；
优选地，所述进行处理的温度为室温；
优选地，所述浸泡的时间为1min-168h；
优选地，采用Pyr13FSI离子液体对锂金属表面进行浸泡处理，其处理时间为1-7天，优选为3-7天；
优选地，采用EMIMTFSI离子液体对锂金属表面进行浸泡处理，其处理时间为2min-120h；
优选地，采用Pyr14FSI离子液体对锂金属表面进行浸泡处理，其处理时间为10min-168h；
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【专利技术属性】
技术研发人员：王健，蔺洪振，杨晋，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32