一种金属锂表面保护层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属锂表面保护层的制备方法，包括以下步骤：(1)在干燥的惰性氛围中，将金属锂材料加热至熔融状态；(2)反应溶液被惰性的高温气体蒸汽化并分散于熔融金属锂材料的表面；(3)反应溶液的高温蒸汽与金属锂材料发生反应，在表界面处形成金属锂的保护层。这种制备方法简单可控，易于放大和快速制备带有表面保护层的金属锂。将此有表面保护层的金属锂用于锂金属二次电池，能显著提高循环性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种金属锂表面保护层的制备方法


[0001]本专利技术属于电化学
，特别涉及一种金属锂表面保护层的制备方法。

技术介绍

[0002]金属锂有着极高的理论比容量(3860mAh/g)和最低的电化学势(
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3.04V对于标准氢电极电势而言)，这些优势使得金属锂成为最理想的负极材料。当使用金属锂代替石墨(理论容量为372mAh/g)作为负极，可以显著提升锂离子电池的能量密度。然而，锂金属在循环过程中的不均匀沉积/剥离和与电解液的副反应，导致大量的活性物质被快速消耗，并最终引起整个电池的失效。糟糕的循环性能一直困扰着金属锂的大规模应用。
[0003]在锂金属表面进行调控设计是一种行之有效的方法。因为原始表面层和在循环过程中形成的固体电解质层组成不均匀以及缺乏必要的机械强度，从而导致锂枝晶生长和低库伦效率。研究人员(Angew.Chem.,Int.Ed.2021,60(12),6600
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6608.)通过电解液中添加双氟乙酰胺，在循环过程中原位生成致密的固体电解质层，调控金属锂的均匀沉积。这种策略中的成膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属锂表面保护层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在干燥的惰性氛围中，将金属锂材料加热至熔融状态；(2)反应溶液被惰性的高温气体蒸汽化并分散于熔融金属锂材料的表面；(3)反应溶液的高温蒸汽与金属锂材料发生反应，在表界面处形成金属锂的保护层。所述的反应溶液包括溶剂和溶质两部分，其中溶剂为沸点低于250℃的有机溶剂，溶质为含有锂或钠或钾或镁的盐，溶质的浓度为0
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10M。2.根据权利要求1所述的一种金属锂表面保护层的制备方法，其特征在于：所述反应溶液中的溶剂为1,3
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二氧戊环、乙二醇二甲醚、碳酸二乙酯、氟代碳酸乙烯酯、氢氟醚、1,1,2,2
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四氟乙基
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2,2,2
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三氟乙基醚、1,1,2,2
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四氟乙基
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2,2,3,3
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四氟丙基醚、1,1,2,3,3,3
‑
六氟丙基
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2,2,2
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三氟乙醚中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种金属锂表面保护层的制备方法，其特征在于：所述反应溶液中的溶质为三氟甲基磺酸锂、硝酸锂、六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、碘化锂、磷酸锂、高氯酸锂、二草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、硝酸钠、硝酸钾、六氟磷酸钠、六氟磷酸钾、双三氟甲基磺酰亚胺钠、双三氟甲基磺酰亚胺钾、双三氟甲基磺酰亚胺镁中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种金属锂表面保护层的制备方法，其特征在于：所述反应溶液中溶质的浓度为0.001
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑，朱圣东，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：