金属锂负极保护层及其制备方法与用途技术

技术编号:40541390 阅读:26 留言:0更新日期:2024-03-05 18:57
本发明专利技术涉及固态电池技术领域,具体涉及一种金属锂负极保护层及其制备方法与用途。该金属锂负极保护层由包括高分子水凝胶和锂盐的原料固化而成,通过将高分子水凝胶和锂盐进行合理结合,形成具有协同软硬特征的保护层,将该保护层设于固态电解质与金属锂负极之间,可以在长期的循环过程中提供优越的界面稳定性,而且由于稳定的界面,可实现无枝晶和致密的锂沉积,抑制随机锂沉积和孤立锂的形成,大大降低了循环后的界面电阻,大大延长了固态锂金属电池的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态电池,具体涉及一种金属锂负极保护层及其制备方法与用途


技术介绍

1、电池作为一种常用的储能设备,正被广泛运用于诸多设备中,例如手机和电动汽车等设备。而随着手机和电动汽车等设备的发展,业界对于电池能量密度的要求也越来越高。然而,目前的商用电池使用易燃的有机液体电解质,不仅容易发生电解液泄露而污染环境,而且还存在锂枝晶刺穿隔膜引起内部短路、起火甚至爆炸等安全问题。因此,传统液态电池已经难以满足业内对于高能量密度和高安全性储能设备的要求,开发下一代储能设备迫在眉睫。全固态电池有望解决传统液态电池存在的安全性问题,成为下一代锂离子电池的理想选择。

2、目前商业化锂离子二次电池主要以石墨为负极,但是其较低的理论比容量(372mah g-1)阻碍了锂二次电池性能的提升。低电势、低密度和高理论比容量的金属锂被认为是高能量密度固态锂电池的理想负极材料。然而,金属锂负极在实际应用中仍然存在一些阻碍,例如,金属锂负极与无机固体电解质之间的润湿性较差,存在较大的界面电阻。

3、相关技术中,可以通过采用电解液来在金属锂负极表面构建一个软本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属锂负极保护层,其特征在于,所述金属锂负极保护层由包括高分子水凝胶和锂盐的原料固化而成,其中,以重量份计,所述高分子水凝胶与所述锂盐的含量之比为(1~2):(5~1)。

2.根据权利要求1所述的金属锂负极保护层,其特征在于,所述高分子水凝胶包括壳聚糖、明胶、琼脂糖、葡聚糖、瓜胶和透明质胶中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的金属锂负极保护层,其特征在于,所述锂盐包括氯化锂、氟化锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种。

4.一种金属锂负极保护层的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的制备...

【技术特征摘要】

1.一种金属锂负极保护层,其特征在于,所述金属锂负极保护层由包括高分子水凝胶和锂盐的原料固化而成,其中,以重量份计,所述高分子水凝胶与所述锂盐的含量之比为(1~2):(5~1)。

2.根据权利要求1所述的金属锂负极保护层,其特征在于,所述高分子水凝胶包括壳聚糖、明胶、琼脂糖、葡聚糖、瓜胶和透明质胶中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的金属锂负极保护层,其特征在于,所述锂盐包括氯化锂、氟化锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种。

4.一种金属锂负极保护层的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述高分子水凝胶包括壳聚糖、明胶、琼脂糖、葡聚糖、瓜胶和透明质胶中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述锂盐包括氯化锂、氟化锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂包括水、甲醇、乙醇和丙酮中的至少一种。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的制备方法,其特征在于,在将所述高分子水凝胶溶于所述溶剂中时,还包括加入凝胶促溶剂的操作,所述凝胶...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭帅楠朱小毅王倩王旭
申请(专利权)人:中国长江三峡集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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