一种人工固态电解质界面层改性的锂负极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于二次电池技术领域，具体来说是一种人工固态电解质界面层改性的锂负极材料及其制备方法和应用，本发明专利技术通过硫醇类化合物与烷基铝的原位化学反应来生成含Al‑S共价键的聚合物溶液，即前体混合物，将该溶液通过简单的涂覆工艺，即能够在锂负极表面原位构建均匀稳定的人工固态电解质界面层(即ASEI层)。该人工固态电解质界面层能有效改善充放电过程中的锂离子流，缓解锂枝晶的生长，提高金属锂的界面稳定性，提升金属锂电池的倍率性能及循环稳定性。该方法制备的人工固态电解质界面层无需加热、制备工艺简单、成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于二次电池，具体涉及一种人工固态电解质界面层改性的锂负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着电动汽车和便携式电子设备的发展，人们对高能量密度可充电电池的需求显著增加。锂金属由于其低氧化还原电位(-3.04vvs.she)和高理论容量(3860mahg-1)，受到了广泛关注；然而，其存在不稳定的锂电解质界面和不可控的枝晶生长，导致低库仑效率(ce)、短路和严重的安全问题，因此开发一种简单的方法来制备高稳定性固态电解质界面层是十分必要的。

2、界面保护是稳定金属锂的重要策略之一，大体分为两种类型，一种是通过设计电解液体系，构造稳定性更好的天然sei；另一种是构建特定组分的人造sei，相比前一种方法，人造sei具有更好的可控性，便于大规模应用。根据人造sei组分的不同，大体可以分为有机物和无机物两类；无机物化学稳定性更好，但是其刚性难以适应金属锂沉积脱出过程巨大的体积形变；有机物具有较好的柔性，但是机械强度较低，难以抑制枝晶，且离子电导率较低。因此，提高有机聚合物sei的机械强度和离子电导率对实现其商业化十分关键。

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【技术保护点】

1.一种人工固态电解质界面层改性的锂负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的人工固态电解质界面层改性的锂负极材料的制备方法，其特征在于，所述硫醇类化合物选自季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯、六(3-巯基丙酸)二季戊四醇酯、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、2,2-(1,2-乙二基双氧代)双乙硫醇、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、3-巯基丙烷基-N-羟基琥珀酰亚胺酯、巯基-聚乙二醇-巯基、四臂-聚乙二醇-巯基、八臂-聚乙二醇-巯基中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的人工固态电解质界面层改性的锂负极材料的制备方法，其特征在于，所述烷基铝选...

【技术特征摘要】

1.一种人工固态电解质界面层改性的锂负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的人工固态电解质界面层改性的锂负极材料的制备方法，其特征在于，所述硫醇类化合物选自季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯、六(3-巯基丙酸)二季戊四醇酯、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、2,2-(1,2-乙二基双氧代)双乙硫醇、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、3-巯基丙烷基-n-羟基琥珀酰亚胺酯、巯基-聚乙二醇-巯基、四臂-聚乙二醇-巯基、八臂-聚乙二醇-巯基中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的人工固态电解质界面层改性的锂负极材料的制备方法，其特征在于，所述烷基铝选自三甲基铝、三乙基铝、二烷基氯化铝、一烷基二氯化铝、三烷基三氯化二铝中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的人工固态电解质界面层改性的锂负极材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、n-甲基吡咯烷酮、n,n'-二甲基甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁宵，马香，谢美兰，付凯，黄红波，马对，刘彩玲，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：