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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池,具体涉及一种锂电池负极集流体、锂金属负极、电池及车辆。
技术介绍
1、锂电池负极材料中,锂金属负极由于其最低的氧化还原电势和高的质量比容量是高能量密度锂电池中最具有前景的材料。由于金属锂具有沉积不均匀的特点,充放电过程中易在反应界面形成锂枝晶,枝晶会不断形成和断裂,断开的枝晶变成“死锂”不再贡献容量,从而导致充放电过程中较低的库伦效率,而刺穿隔膜的枝晶会引起电池短路甚至引发电池爆炸。因此,为了提高锂金属电池的性能,锂金属负极的电化学性能亟待提高。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决上述技术问题。
2、本专利技术的目的在于提供一种锂电池负极集流体、锂金属负极、电池及车辆,本专利技术提供的锂电池负极集流体能够引导锂离子在复合铜箔的亲锂涂层表面均匀地沉积,有效抑制锂枝晶生长,从而改善锂电池循环寿命短、库伦效率低的缺陷。
3、第一方面,本专利技术提供一种锂电池负极集流体,包括:
4、复合铜箔,包括基膜以及设置于所述基膜上下表面的铜层;
5、形成于所述铜层表面的亲锂涂层;所述亲锂涂层的厚度为1-2μm。
6、根据本公开的实施例,以质量分数计,所述亲锂涂层包括75%-90%的亲锂金属粉体、6%-15%的石墨和4%-10%的粘接剂。
7、根据本公开的实施例,所述亲锂金属粉体为氧化铜粉、氧化锌粉中的一种或几种。
8、根据本公开的实施例,所述亲锂金属粉体的粒径在300nm-2μm。
10、根据本公开的实施例,所述亲锂涂层的厚度为1μm。
11、根据本公开的实施例,所述基膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
12、第二方面,本申请提供了一种锂金属负极,包括第一方面任一项所述的锂电池负极集流体以及沉积在所述锂电池负极集流体表面的锂金属层。
13、根据本公开的实施例,所述锂金属层的厚度为20-50μm,优选为30-40μm。
14、本公开实施例提供的锂金属负极,采用上述结构的锂电池负极集流体,通过在复合铜箔的表面形成1-2μm的亲锂涂层,既不影响复合铜箔的延展性,又能利用亲锂涂层降低锂离子的成核过电位,均化锂离子通量,诱导锂金属均匀沉积,抑制锂枝晶产生,从而提高电化学性能。
15、第三方面,本申请提供了一种电池,包括第二方面任一项所述的锂金属负极。
16、本公开实施例提供的电池,采用上述结构的锂金属负极,在多次充放电后,平均库伦效率依然维持在较高的程度。
17、第四方面,本申请提供了一种车辆,包括第三方面所述的电池。
18、本公开实施例提供的车辆,采用上述结构的电池,在多次充放电后,平均库伦效率依然维持在较高的程度,提升了续航里程。
19、在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本专利技术各较佳实例。
20、本专利技术所用试剂和原料均市售可得。
21、本专利技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
22、本专利技术实施例提供的锂电池负极集流体,包括:复合铜箔,包括基膜以及设置于所述基膜上下表面的铜层; 形成于所述铜层表面的亲锂涂层;所述亲锂涂层的厚度为1-2μm。上述技术方案中,选用复合铜箔作为锂离子沉积的沉积基体,相比纯铜箔,复合铜箔的延展性更好,能够缓解锂枝晶生长带来的局部应力,使锂离子沉淀更加均匀,本公开的专利技术人发现,通过在复合铜箔的表面形成1-2μm的亲锂涂层,既不影响复合铜箔的延展性,又能利用亲锂涂层降低锂离子的成核过电位,均化锂离子通量,诱导锂金属均匀沉积,抑制锂枝晶产生,从而提高电化学性能。本专利技术制备的锂电池负极集流体与锂金属片组装成半电池,半电池能够在0.5ma·cm-2的电流密度下以99%的平均库伦效率稳定循环600圈以上,延长了电池的循环寿命,能够有效防止锂枝晶诱导的安全性问题的发生。
23、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本专利技术的具体实施方式。
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1.一种锂电池负极集流体,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的锂电池负极集流体,其特征在于,以质量分数计,所述亲锂涂层包括75%-90%的亲锂金属粉体、6%-15%的石墨和4%-10%的粘接剂。
3.根据权利要求2所述的锂电池负极集流体,其特征在于,所述亲锂金属粉体为氧化铜粉、氧化锌粉中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的锂电池负极集流体,其特征在于,所述亲锂金属粉体的粒径在300nm-2μm。
5.根据权利要求1所述的锂电池负极集流体,其特征在于,所述复合铜箔的厚度在6-8μm。
6.根据权利要求5所述的锂电池负极集流体,其特征在于,所述亲锂涂层的厚度为1μm。
7.根据权利要求1所述的锂电池负极集流体,其特征在于,所述基膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
8.一种锂金属负极,其特征在于,包括如权利要求1-7中任一项所述的锂电池负极集流体以及沉积在所述锂电池负极集流体表面的锂金属层。
9.一种电池,其特征在于,包括如权利要求8所述的锂金属负极。
10.一种车辆,其特征
...【技术特征摘要】
1.一种锂电池负极集流体,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的锂电池负极集流体,其特征在于,以质量分数计,所述亲锂涂层包括75%-90%的亲锂金属粉体、6%-15%的石墨和4%-10%的粘接剂。
3.根据权利要求2所述的锂电池负极集流体,其特征在于,所述亲锂金属粉体为氧化铜粉、氧化锌粉中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的锂电池负极集流体,其特征在于,所述亲锂金属粉体的粒径在300nm-2μm。
5.根据权利要求1所述的锂电池负极集流体,其特征在于,...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋文兰,
申请(专利权)人:河北海伟电子新材料科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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