一种包覆LiF薄膜的锂负极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于锂金属界面改性技术领域，公开了一种包覆LiF薄膜的锂负极及其制备方法和应用。所述包覆LiF薄膜的锂负极是将氟化剂溶于极性非质子有机溶剂中，密封条件惰性气氛下在25～300℃进行预热，制得氟化剂溶液；然后将抛光后锂片放入氟化剂溶液中，惰性气氛下在25～300℃进行反应；然后用有机溶液清洗，在50～150℃干燥制得。本发明专利技术利用氟化剂对锂负极进行氟化处理，在锂负极表面原位生成LiF薄膜，反应结束后用有机溶剂将表面杂质除去而得到致密的LiF膜包覆的锂负极，LiF薄膜有效改善了锂负极的界面特性，抑制了锂枝晶的产生，提高了锂负极在充放电过程中的库伦效率和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种包覆LiF薄膜的锂负极及其制备方法和应用
本专利技术属于锂金属界面改性
，更具体地，涉及一种包覆LiF薄膜的锂负极及其制备方法和应用。
技术介绍
锂金属被认为是下一代锂金属电池的理想负极。然而，锂枝晶的生长和低库仑效率是其在锂金属电池中实际应用的主要障碍。锂金属与电解质的界面工程对于改善锂离子动力学和界面稳定性是克服上述问题的关键。由于锂离子具有较高的扩散速率和较低的输运能垒，LiF被广泛认为是SEI膜中促进锂均匀沉积行为的主导化学成分。目前，由于锂枝晶的生长造成了锂电池循环性能差和安全性能低的问题，在锂金属负极上通过氟化处理而包覆一层LiF薄膜，以抑制锂枝晶的生长从而提高锂金属电池的循环稳定性，是克服应用锂金属作为锂电池负极带来的锂枝晶问题的有效途径。张强等将氟化铜分散在四氢呋喃中的溶液涂敷在锂箔上得到一层氟化锂与铜的复合层，复合层具有12.9GPa的杨氏模量有效阻止了锂枝晶的生长(ChongYanetal.,AnArmoredMixedConductorInterphaseonaDendrite-FreeLithium-Metal本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包覆LiF薄膜的锂负极的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：/nS1.将氟化剂溶于极性非质子有机溶剂中，密封条件惰性气氛下在25～300℃进行预热，制得氟化剂溶液；/nS2.将抛光后锂片放入氟化剂溶液中，惰性气氛下在25～300℃进行反应；然后用有机溶液清洗，在50～150℃干燥，制得包覆LiF薄膜的锂负极。/n

【技术特征摘要】
1.一种包覆LiF薄膜的锂负极的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1.将氟化剂溶于极性非质子有机溶剂中，密封条件惰性气氛下在25～300℃进行预热，制得氟化剂溶液；
S2.将抛光后锂片放入氟化剂溶液中，惰性气氛下在25～300℃进行反应；然后用有机溶液清洗，在50～150℃干燥，制得包覆LiF薄膜的锂负极。


2.根据权利要求1所述的包覆LiF薄膜的锂负极的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的极性非质子有机溶剂为四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中一种以上。


3.根据权利要求1所述的包覆LiF薄膜锂负极的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的氟化剂为四甲基氟甲酸盐、二氟甲烷磺酰氯、四丁基氟化铵水合物、四丙基氟化铵、吡啶氟化氢盐或三乙胺三氢氟酸盐中的一种以上。


4.根据权利要求1所述的包覆LiF薄膜的锂负极的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述预热的时间为10～60min；步骤S2中所述反应的时间为20～50...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦标，程乙峰，施志聪，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44