用于电池的官能化锂基阳极制造技术

本发明专利技术涉及用于电池的官能化锂阳极，其可根据使用重氮盐的特定方法获得。本发明专利技术还涉及该锂阳极在电池中的使用，包含该锂阳极的电池，该电池在电子设备中的使用，以及包含该电池的电子设备。池的电子设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】suppressing dendrite growth and polysulfide shuttling in Li
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S batteries》，Chem.Comm.,2017,53,963
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966，公开了一种锂阳极，其涂有和聚偏二氟乙烯(PVDF)组成的聚合物共混物，其对于具有高硫含量阴极的锂
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硫原型电池表现出显著增强的倍率性能和循环性能，以及提高的库仑效率。
[0011]Manthriam等人的《Rechargeable Lithium
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Sulfur Batteries》，Chem.Rev.,2014,114,11751
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11787公开了阳极是锂
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硫电池系统的重要组成部分，因为其稳定性决定了锂
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硫电池的长期循环寿命。其还公开了锂金属阳极的可靠性显著取决于其钝化层的稳定性，这可以通过改变电解质溶剂和引入添加剂来改善。其公开了含锂的硅基和碳基阳极可作为替代物。
[0012]Ma等人的《Enhanced cycle performance of a Li
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S battery based on a protected lithium anode》，J.Mater.Chem.A,2014,2,19355
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19359公开了一种在锂阳极表面制备的导电聚合物层，作为锂
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硫电池的保护层。它不仅可以有效地抑制锂阳极与多硫化锂之间的腐蚀反应，而且可以抑制锂枝晶的生长。该聚合物由PEDOT和PEG(聚乙二醇(聚(3,4
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亚乙基二氧噻吩)
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共
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聚乙二醇))制成。保护涂层是通过将锂金属浸入聚合物溶液中而制备。
[0013]国际专利申请WO
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A
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2016/083271中公开了一种磺化含氟聚合物作为锂
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硫电池锂电极的涂层。
[0014]Song等人的《Ionomer
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Liquid Electrolyte Hybrid Ionic Conductor for High Cycling Stability of Lithium Metal Electrodes》Sci,Rep,2015,5,14458公开了一种紧密层压在锂金属电极上的高导电性离聚物/液体电解质混合层，其可以在高达10mA/cm2的高电流密度下实现稳定的锂电沉积，并允许具有低极化的相应锂金属电池的室温操作。其还公开了通过在锂金属电极上层压几微米厚的全氟磺酸层，随后浸泡1M LiPF6碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯(1/1)电解质来制造混合层。
[0015]Kazyak等人的《Improved Cycle Life and Stability of Lithium Metal Anodes through Ultrathin Atomic Layer Deposition Surface Treatments》，Chem.Mater.,2015,27(18),6457
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6452公开了用超薄Al2O3层处理锂金属箔电极，以改善锂金属阳极的循环寿命和抗失效性。
[0016]Wu等人的《A Trimethylsilyl Chloride Modified Li Anode for Enhanced Performance of Li
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S Cells》，ACS Appl.Mater.Interfaces,2016,8,16386
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16395公开了一种通过将锂箔依次暴露于四氢呋喃溶剂、氧气环境和三甲基甲硅烷氯化物液体中来改性锂
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硫电池的锂阳极的方法。XPS数据证实在表面上形成的是Li
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O
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SiMe3而不是Li
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SiMe3。其还公开了可以实现更可逆放电容量和更高的库仑效率。
[0017]Fan等人的《Advanced chemical strategies for lithium
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sulfur batteries:A review》Green Energy Environ.,2018,3,2
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19公开了由于硫的固有绝缘、可溶性多硫化物的穿梭、阴极膨胀和锂枝晶的形成，锂
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硫电池的性能仍远未达到理论预测。该综述主要讨论了通过向碳结构引入官能团(氧、氮和硼等)和化学添加剂(金属、聚合物等)来改进锂
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硫电池性能的化学吸附研究进展，以及这些外来客体如何固定溶解的多硫化物。
[0018]Zhao等人的《A review on anode for lithium
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sulfur batteries:Progress and Prospects》，Chem.Eng.J.,2018,347,343
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365公开了对增强锂
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硫电池的阳极稳定性
的各种策略的综合评述，包括改变电解质和集电器，使用人工保护膜和寻找替代阳极来代替锂阳极。其还公开了用于保护锂阳极的几种替代方案：通过使用电解质添加剂、人造SEI膜(例如通过直接涂覆、磁控溅射、化学涂覆、化学接枝、化学气相沉积)、夹层技术、复合技术(例如碳
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锂、硅
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锂、硅
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碳
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锂、锡
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碳
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锂)、使用非锂阳极(例如碳、硅、金属合金)形成固体电解质界面。
[0019]在Cheng等人的《Review—Li Metal Anode in Working Lithium
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Sulfur Batteries》,J.Electrochem.Soc.,2018,165(1),A6058
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A6072公开了锂
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硫电池的实际应用受到几个障碍的挑战，包括硫利用率低和寿命短，这部分归因于工作的锂
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硫电池中多硫化锂的穿梭和锂枝晶生长。其还公开了考虑到多硫化锂的影响，提出了一些保护锂金属阳极的策略，例如电解质添加剂、人工固体电解质间相(solid electrolyte interphase，SEI)、固态电解质和结构化复合锂阳极。其还公开了表面涂层是在锂金属阳极上沉积保护层的简便且成本有效的方法，其可以方便地应用于实际的锂
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硫电池，其中涂覆材料包括Al2O3、碳、某些聚合物和某些合金。
[0020]因此，尽管现有技术中有不同方案，但仍需要提供在锂
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硫电池中有效的新的锂阳极。

技术实现思路

[0021]本专利技术的目的是制备用于电池的官能化锂阳极的方法。
[0022]本专利技术的另一方面涉及通过该方法获得的阳极。
[0023]本专利技术的另一方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备官能化锂阳极的方法，其特征在于，包括使锂金属基底与芳族重氮盐在有机溶剂中接触，所述有机溶剂选自醚、烯醇醚、具有0至4个C1‑
C4烷基的芳族烃或具有0至4个C1‑
C4烷基的吗啉溶剂。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述溶剂选自甲苯、四氢呋喃、3,4
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二氢
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2H
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吡喃、4
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乙基吗啉和1,4
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二氧六环。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述锂金属基底是片状的形式。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在与所述锂阳极反应之前，由相应的苯胺制备所述重氮盐。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在与所述锂阳极反应之前，溶解所述重氮盐。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在容器中制备或溶解所述重氮盐，随后将所述锂阳极引入所述容器中以进行官能化。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述重氮盐选自包含以下项的重氮盐组：4
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硝基苯基重氮鎓四氟硼酸盐、4
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溴苯基重氮鎓四氟硼酸盐、3,5
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【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：