本申请提供了锂金属负极极片、电化学装置及电子设备，其中，所述锂金属负极极片包括铜箔及形成于所述铜箔的至少部分表面上的活性物质层，所述活性物质层包括锂金属合金；以及形成于所述活性物质层的至少部分表面上的复合保护层，所述复合保护层的厚度小于等于10μm，所述复合保护层包括氟化锂无机层以及聚合物有机层。本申请提供的锂金属负极极片、电化学装置及电子设备，能够有效降低锂金属副反应，提升电池的首次库伦效率及循环性能。提升电池的首次库伦效率及循环性能。提升电池的首次库伦效率及循环性能。
【技术实现步骤摘要】
锂金属负极极片、电化学装置及电子设备
[0001]本申请涉及储能
，具体地讲，涉及锂金属负极极片、电化学装置及电子设备。
技术介绍
[0002]随着能源与环境问题的日益凸显，新能源产业得到了越来越多的重视。二次电池因其能量密度高、循环性能好等特点，近年来作为一种重要的新型储能装置被广泛应用。目前商品化的二次电池的负极活性材料多以石墨为主，由于石墨本身的理论嵌锂容量较低，仅为372mAh/g，且仅通过改进电池设计结构和制造工艺也难以提高能量密度，使其在需要高能量输出的领域的应用受到限制，因此需要更高比能量的负极活性材料。
[0003]锂金属负极由于具有很高的理论容量(3860mAh/g)，电化学电势低(
‑
3.040V vs.SHE)，电化学可逆容量高等优势，被认为是锂离子电池负极的最终解决方案。但是，锂金属负极在充放电过程中产生的巨大体积膨胀以及锂枝晶生长的问题，导致其在循环寿命与安全性方面存在严重短板，无法真正实现商业化应用。为缓解以上问题，业界普遍采用固态电解质来替代现有的液态电解质从而大幅降低锂金属副反应，提升寿命与安全性能。但是固态电解质自身电导率低，界面结合度差等本征问题仍无法得到有效解决。
[0004]因此，如何降低锂金属副反应，提升电池的首次库伦效率及循环性能是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]鉴于此，本申请提出了锂金属负极极片、电化学装置及电子设备，能够有效降低锂金属副反应，提升电池的首次库伦效率及循环性能。
[0006]第一方面，本申请提供一种锂金属负极极片，所述锂金属负极极片包括：
[0007]铜箔；
[0008]形成于所述铜箔的至少部分表面上的活性物质层，所述活性物质层包括锂金属合金；以及
[0009]形成于所述活性物质层的至少部分表面上的复合保护层，所述复合保护层的厚度小于等于10μm，所述复合保护层包括氟化锂无机层以及聚合物有机层。
[0010]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述锂金属负极极片满足以下条件的至少一者：
[0011](1)所述复合保护层的厚度为0.3μm至10μm；
[0012](2)所述复合保护层的厚度为1μm至7μm。
[0013]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述锂金属负极极片满足以下条件的至少一者：
[0014](3)所述氟化锂无机层与所述聚合物有机层的质量比为1∶10至10∶1；
[0015](4)所述氟化锂无机层与所述聚合物有机层的质量比为1∶5至5∶1。
[0016]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述聚合物有机层包括聚二甲基硅氧烷、聚丙烯腈、聚吡咯、聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
[0017]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述氟化锂无机层由聚偏氟乙烯与所述锂金属合金原位反应形成。
[0018]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述锂金属负极极片满足以下条件的至少一者：
[0019](5)所述锂金属合金的化学式为LiR，R金属选自Ag、Mo、In、Ge、Bi和Zn中的至少一种；
[0020](6)所述锂金属合金的化学式为LiR，所述锂金属合金中的R元素的质量含量为1％至10％；
[0021](7)所述锂金属合金为固溶合金。
[0022]第二方面，本申请提供一种电化学装置，包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液，所述负极极片为第一方面所述的负极极片。
[0023]结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述电化学装置包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液，所述电解液包括溶剂及锂盐，所述电解液满足以下条件的至少一者：
[0024](9)所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双草酸硼酸锂或二氟草酸硼酸锂中的至少一种；
[0025](10)所述溶剂包括乙二醇二甲醚及1，3
‑
二氧环戊烷；
[0026](11)所述溶剂包括乙二醇二甲醚及1，3
‑
二氧环戊烷，所述乙二醇二甲醚与所述1，3
‑
二氧环戊烷的体积比为(0.5～10)∶1；
[0027](12)所述电解液的浓度为0.5mol/L至7mol/L。
[0028]结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述电解液满足以下条件的至少一者：
[0029](13)所述电解液还包括添加剂，所述添加剂包括三聚甲醛、硝酸锂、二恶烷、氟磺酸锂、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种；
[0030](14)所述电解液还包括添加剂，所述添加剂在所述电解液中的质量含量为0.1％至10％。
[0031]第三方面，本申请提供一种电子设备，所述电子设备包括根据上述第二方面所述的电化学装置。
[0032]相对于现有技术，本申请至少具有以下有益效果：
[0033]本申请提供的锂金属负极极片、电化学装置及电子设备，其中，锂金属负极极片通过在铜箔的表面形成含锂金属合金的活性物质层，其中，锂金属合金可以通过自身合金相在嵌脱锂过程中发生相变，使得锂离子在嵌入过程中沿合金相向靠近铜箔方向生长，而不是向靠近隔离膜方向生长形成锂枝晶，可以有效抑制锂枝晶的生长；锂金属合金表面的复合保护层，其中的氟化锂无机层与聚合物有机层有着类似固态电解质膜的结构，能够有效阻碍电解液与锂金属直接接触，增大锂金属表面极化程度，可以减少锂金属副反应的发生，提升电池的首次库伦效率及循环性能。
附图说明
[0034]图1为本申请实施例提供的锂金属负极极片的结构示意图。
具体实施方式
[0035]以下所述是本专利技术实施例的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术实施例的保护范围。
[0036]为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
[0037]在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中“多种”的含义是两个以上。
[0038]本申请的上述
技术实现思路
并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
[0039]第一方面
[0040]本申请提供一种锂金属负极极片1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂金属负极极片，其特征在于，所述锂金属负极极片包括铜箔；形成于所述铜箔的至少部分表面上的活性物质层，所述活性物质层包括锂金属合金；以及形成于所述活性物质层的至少部分表面上的复合保护层，所述复合保护层的厚度小于等于10μm，所述复合保护层包括氟化锂无机层以及聚合物有机层。2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述锂金属负极极片满足以下条件的至少一者：(1)所述复合保护层的厚度为0.3μm至10μm；(2)所述复合保护层的厚度为1μm至7μm。3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述锂金属负极极片满足以下条件的至少一者：(3)所述氟化锂无机层与所述聚合物有机层的质量比为1∶10至10∶1；(4)所述氟化锂无机层与所述聚合物有机层的质量比为1∶5至5∶1。4.根据权利要求1或3所述的负极极片，其特征在于，所述聚合物有机层包括聚二甲基硅氧烷、聚丙烯腈、聚吡咯、聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。5.根据权利要求1或3所述的负极极片，其特征在于，所述氟化锂无机层由聚偏氟乙烯与所述锂金属合金原位反应形成。6.根据权利要求5所述的负极极片，其特征在于，所述锂金属负极极片满足以下条件的至少一者：(5)所述锂金属合金的化学式为LiR，R金属选自Ag、Mo、In、Ge、Bi和Zn中的至少一种；(6)所述锂金属合金的化学式为LiR，所述锂金属合金中的R元...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾毓群，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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