锂含量梯度分布的锂负极及其制备方法、锂二次电池技术

本发明专利技术涉及一种锂含量梯度分布的锂负极及其制备方法、锂二次电池，属于锂负极技术领域。本发明专利技术的锂含量梯度分布的锂负极，包括集流体和设置在集流体表面的负极涂层，负极涂层包括含锂材料和混合电导材料，负极涂层中的含锂材料的含量由内向外呈梯度降低分布，负极涂层中的混合电导材料由内向外呈梯度升高分布；含锂材料为金属锂和/或金属锂合金；负极涂层由至少两层的梯度涂层组成；或者，负极涂层由至少两层的梯度涂层与含锂材料层、混合电导材料层中的至少一层组成。靠近集流体侧的梯度涂层中的含锂材料含量高，可提高锂负极的能量密度；靠近电解质侧的梯度涂层中的混合电导材料含量高，为金属锂沉积提供位点，有效抑制锂枝晶的形成与生长。

【技术实现步骤摘要】
锂含量梯度分布的锂负极及其制备方法、锂二次电池
本专利技术涉及一种锂含量梯度分布的锂负极及其制备方法、锂二次电池，属于锂负极

技术介绍
电池作为储能设备不仅带来了便携电子行业的发展，也带动了新能源汽车的快速兴起，已经成为现代社会发展不可或缺的核心部件。锂离子电池因具有高能量密度、高功率密度、长寿命、无记忆效应等优点成为便携式电子设备与新能源汽车用电池的首选。随着电子设备的进步及新能源汽车的发展普及，对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。金属锂由于具有最负的电位和极高的比容量(3860mAh/g)而成为高能量密度锂电池的终极选择，但金属锂负极在电化学反应过程中的体积膨胀收缩与锂枝晶问题限制了金属锂负极的商业化应用。锂枝晶是锂离子负极多次沉积/析出过程中出现的树枝状的锂沉积物。锂枝晶的生长将刺穿隔膜，引发电池短路，且锂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，脱离集流体的锂枝晶形成的死锂的出现会减少可利用的活性物质，降低电池的效率和循环寿命，造成负极容量的下降。同时，金属锂负极在充放电过程中会进行膨胀收缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂含量梯度分布的锂负极，其特征在于，包括集流体和设置在集流体表面的负极涂层，所述负极涂层包括含锂材料和混合电导材料，负极涂层中的含锂材料的含量由内向外呈梯度降低分布，负极涂层中的混合电导材料由内向外呈梯度升高分布；所述含锂材料为金属锂和/或金属锂合金；/n其中，所述负极涂层由至少两层的梯度涂层组成，每层梯度涂层包括含锂材料和混合电导材料；/n或者，所述负极涂层由至少两层的梯度涂层与含锂材料层、混合电导材料层中的至少一层组成，每层梯度涂层包括含锂材料和混合电导材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂含量梯度分布的锂负极，其特征在于，包括集流体和设置在集流体表面的负极涂层，所述负极涂层包括含锂材料和混合电导材料，负极涂层中的含锂材料的含量由内向外呈梯度降低分布，负极涂层中的混合电导材料由内向外呈梯度升高分布；所述含锂材料为金属锂和/或金属锂合金；
其中，所述负极涂层由至少两层的梯度涂层组成，每层梯度涂层包括含锂材料和混合电导材料；
或者，所述负极涂层由至少两层的梯度涂层与含锂材料层、混合电导材料层中的至少一层组成，每层梯度涂层包括含锂材料和混合电导材料。


2.根据权利要求1所述的锂含量梯度分布的锂负极，其特征在于，所述混合电导材料为天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、硅、氧化亚硅、硅碳、钛酸锂、碳黑、柯琴碳、乙炔黑、SuperP、石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或两种以上。


3.根据权利要求1所述的锂含量梯度分布的锂负极，其特征在于，所述负极涂层中，最内侧梯度涂层中的含锂材料与混合电导材料的重量比为9-9.5：0.5-1；最外侧梯度涂层中的含锂材料与混合电导材料的重量比为2-3：7-8。


4.根据权利要求3所述的锂含量梯度分布的锂负极，其特征在于，所述负极涂层中最外侧的涂层为梯度涂层时，所述最外侧梯度涂层的厚度为2-5μm。


5.根据权利要求3所述的锂含量梯度分布的锂负极，其特征在于，所述负极涂层中最外侧的涂层为混合电导材料层时，所述混合电导材料层的厚度为2-5μm。


6.根据权利要求1-5任一项所述的锂含量梯度分布的锂负极，其特征在于，所述负极涂层的厚度为22-25μm。


7.根据权利要求1-5任一项所述的锂含量梯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云明，周时国，曹瑞中，和冲冲，裴卫兵，彭能岭，
申请(专利权)人：郑州宇通集团有限公司，郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41