一种固态锂硫电池合金负极及制备方法和在固态锂硫电池中的应用技术

本发明专利技术涉及一种固态锂硫电池合金负极，该合金负极由金属铝、掺杂元素、金属锂按质量比为76～84:14～16:2～8构成；本发明专利技术还提供了一种固态锂硫电池合金负极的制备方法，主要步骤是将金属铝和掺杂元素在高温下煅烧后经辊压成膜，最后经金属锂再辊压贴合构成。掺杂元素在高温下与金属铝煅烧复合，有效降低了锂离子在合金内部的锂离子传输能垒，能够有效提升合金负极的锂离子电导率和锂离子扩散系数；由该合金负极、固态电解质膜与高面容量(＞5.5mAhcm<supgt;‑2</supgt;)硫正极一起构成的固态锂硫电池，可以在高电流密度下(＞8mA/cm<supgt;2</supgt;)充放电循环时，负极不生长锂枝晶，电池能量密度高、循环效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固态锂电池领域，具体涉及一种固态锂硫电池合金负极及制备方法和在固态锂硫电池中的应用。

技术介绍

1、随着新能源电动汽车的不断发展与升级，储能市场对离子电池能量密度以及安全性能提出了更高的要求。然而，现阶段基于液态电解液的锂电池，无论是能量密度还是安全性能，都难以达到未来新能源电动汽车对二次电池的要求。采用固态电解质代替液态电解质的固态锂离子电池，可以同时满足锂电池能量密度以及安全稳定性的要求，其中固态锂硫电池属于高能量密度的代表，由于其超高的理论能量密度，使其成为最具研究价值的高能量密度电池体系之一。

2、为实现固态锂硫电池高能量密度发挥，硫正极的面容量需要达到4mah/cm2以上。另外，相比于传统锂离子电池，锂硫电池具有更低的充放电电压，因此在相同功率密度下充放电时，锂硫电池需要更高的电流密度来维持。然而，现阶段所研究的锂金属负极、锂铟负极、锂硅负极以及锂铝合金负极都难以避免高电流密度下(＞6ma/cm2)生长锂枝晶的问题。同时由于合金负极极易粉化且内部离子传输较慢，导致大量的锂离子合金化以后难以再次释放，进而导致锂的严重损失，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种固态锂硫电池合金负极，其特征在于：合金负极由金属铝、掺杂元素、金属锂构成，所述金属铝、掺杂元素、金属锂质量比为84～76:14～16:2～8；所述掺杂元素为镓(Ga)、锡(Sn)、锗(Ge)、磷(P)中的一种。

2.根据权利要求1所述的固态锂硫电池合金负极，其特征在于：所述金属铝的粒径为1～8微米，掺杂元素粒径为100～500纳米。

3.一种权利要求1所述的固态锂硫电池合金负极的制备方法，其特征在于由如下步骤制成：

4.根据权利要求3所述的固态锂硫电池合金负极，其特征在于：所述步骤(2)中混合物在高温炉中的煅烧温度为700～820℃，煅烧时间为...

【技术特征摘要】

1.一种固态锂硫电池合金负极，其特征在于：合金负极由金属铝、掺杂元素、金属锂构成，所述金属铝、掺杂元素、金属锂质量比为84～76:14～16:2～8；所述掺杂元素为镓(ga)、锡(sn)、锗(ge)、磷(p)中的一种。

2.根据权利要求1所述的固态锂硫电池合金负极，其特征在于：所述金属铝的粒径为1～8微米，掺杂元素粒径为100～500纳米。

3.一种权利要求1所述的固态锂硫电池合金负极的制备方法，其特征在于由如下步骤制成：

4.根据权利要求3所述的固态锂硫电池合金负极，其特征在于：所述步骤(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔光磊，刘涛，韩鹏献，孙友龙，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：