一种通过溶液缓释控制锂沉积的方法技术

本发明专利技术提供了一种通过溶液缓释控制锂沉积的方法，所述方法是通过在正极极片或隔膜中加入可在锂金属电池用电解液中微溶的组分，电池组装后，在锂表面还原形成锂成核位点，促进锂均匀沉积，形成大块锂，而不形成枝晶，从而降低锂沉积层的比表面积，减缓电解液的消耗，提高锂金属电池的性能。相比于现有技术中采用高锂盐浓度电解液避免产生锂枝晶的方法，本申请的方法可以适用各种电解液体系，无需采用高浓度锂盐。

【技术实现步骤摘要】
一种通过溶液缓释控制锂沉积的方法
本专利技术属于锂金属电池
，具体涉及一种通过溶液缓释控制锂沉积的方法。
技术介绍
纯电动汽车由于使用过程中里程限制，急需高比能量的锂金属电池提高续航里程。高比能量锂金属电池的开发一方面依赖于开发高镍等新型的正极材料，另一方面依赖于开发新型的负极材料，如硅碳负极、锂金属负极。锂金属负极具有高的理论比容量(3840mAh/g)、低的电位(-3.04VvsSHE)和金属中最小的密度(0.534g/cm3)，有可能用于下一代具有更高比容量的锂金属电池。然而，锂金属负极的使用目前还面临居多难题。首先，安全性就是一个巨大的挑战。由于在循环过程中锂的不均匀沉积，导致很容易在负极表面形成锂枝晶，而负极表面形成的锂枝晶可能穿透隔膜导致短路，引起电池温度迅速升高甚至着火、爆炸。其次，锂枝晶容易从锂负极表面脱落形成死锂，引起活性锂的损耗以及电池内阻的升高。同时，由于锂金属非常活泼，在活泼的锂金属负极表面无法形成稳定的界面层，电解液和新沉积的锂枝晶不断反应而被消耗，当电解液消耗完毕后，电池性能迅速恶化。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过缓释控制锂沉积的方法，其中，所述方法包括：在锂金属电池用正极极片制备过程中添加可在锂金属电池用电解液中微溶的组分，或在锂金属电池用隔膜表面涂布可在锂金属电池用电解液中微溶的组分，所述可在锂金属电池用电解液中微溶的组分能在电解液中微溶，并在锂金属负极表面电沉积析出，形成纳米颗粒，作为锂的成核剂，促进充电过程中锂沉积形成块状锂。/n

【技术特征摘要】
1.一种通过缓释控制锂沉积的方法，其中，所述方法包括：在锂金属电池用正极极片制备过程中添加可在锂金属电池用电解液中微溶的组分，或在锂金属电池用隔膜表面涂布可在锂金属电池用电解液中微溶的组分，所述可在锂金属电池用电解液中微溶的组分能在电解液中微溶，并在锂金属负极表面电沉积析出，形成纳米颗粒，作为锂的成核剂，促进充电过程中锂沉积形成块状锂。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可在锂金属电池用电解液中微溶的组分包括金属氧化物、金属磷酸盐、金属锰酸盐、金属碳酸盐、金属氢氧化物、金属氟化物等中的至少一种。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述可在锂金属电池用电解液中微溶的组分在锂金属电池用电解液中的溶解度为0.05μM-1mM，优选为0.1-100μM。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中，锂金属电池用正极极片包括正极集流体和正极集流体一侧或两侧表面上的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和可在锂金属电池用电解液中微溶的组分，其中，所述可在锂金属电池用电解液中微溶的组分的含量占锂金属电池用正极极片中正极活性物质层总质量的0.5-10wt％，优选为3-5wt％。


5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述方法还包括含可在锂金属电池用电解液中微溶的组分的锂金属电池用正极极片的制备，所述锂金属电池用正极极片的制备方法包括以下步骤：
(1)将正极活性物质、导电剂、粘结剂以及可在锂金属电池用电解液中微溶的组...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建军，闫俊，李林，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11