【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体而言，涉及一种复合负极及其制备方法和应用。
技术介绍
1、为了克服用户对电动汽车续航里程和便携设备续航能力的焦虑，亟需开发性能超越目前商用锂离子电池的下一代电池体系。金属锂具有3860mah g-1的超高比容量和最低的还原电势（相对于标准氢电极为-3.04 v）。但是，锂金属电池的应用受到锂的不均匀沉积、不可控制的枝晶形成以及锂与电解质之间的副反应等固有问题相关挑战的阻碍。
2、过去几十年中，研究人员一直致力于使用各种方法来解决上述问题，包括电解液成分修饰和调控、人工界面层诱导锂离子均匀沉积、三维集流体构筑结构化负极等，这些策略为金属锂负极的安全和稳定运行提供了借鉴。然而，大多数策略主要是通过实现锂的均匀沉积来抑制锂枝晶的生长，但很少有工作专注于如何解决死锂。对于已形成的锂枝晶，由于粗细不均匀或溶解不均匀，会导致部分枝晶的腰部或根部先行溶解，使得枝晶顶端溶断并脱离集流体，形成死锂。死锂是一个严重的副产物，无法在后续循环过程中得失电子贡献容量，因此导致容量衰减、寿命不足。
3、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的在于提供一种复合负极，以解决现有技术中的负极易产生锂枝晶，导致容量衰减、寿命不足的技术问题。
2、本专利技术的另一个目的在于提供一种所述的复合负极的制备方法，该方法具有简单、高效的优点。
3、本专利技术的另一个目的在于提供一种电池。
4、本专利技术的另一个目的在
5、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
6、一种复合负极，包括锂层以及设置于所述锂层至少一侧表面的碘化聚合物纤维层；所述碘化聚合物纤维层中，聚合物纤维包括聚丙烯腈纳米纤维；所述碘化聚合物纤维层的厚度为3~10μm；所述锂层的厚度为10~100μm。
7、在一种实施方式中，所述碘化聚合物纤维层中，碘元素的质量百分比为20%~40%。
8、如上所述的复合负极的制备方法，包括以下步骤：
9、将聚合物纤维膜和单质碘在惰性气氛下进行热处理，得到碘化聚合物纤维膜；将所述碘化聚合物纤维膜与锂箔贴合并进行压制，得到复合负极。
10、在一种实施方式中，所述聚合物纤维膜包括聚丙烯腈纳米纤维膜。
11、在一种实施方式中，将所述聚合物纤维膜置于单质碘的上方，再在惰性气氛下进行所述热处理。
12、在一种实施方式中，所述热处理的温度为300~500℃，所述热处理的保温时间为5~15h。
13、在一种实施方式中，所述热处理的升温速率为2~5℃/min。
14、在一种实施方式中，所述单质碘和所述聚合物纤维膜的质量比为2:1~4:1。
15、在一种实施方式中，所述聚合物纤维膜的制备方法，包括：将聚合物材料和有机溶剂混合，得到纺丝溶液；将所述纺丝溶液进行静电纺丝，干燥后得到聚合物纤维膜。
16、在一种实施方式中，所述聚合物纤维膜的制备方法中，聚合物材料的浓度为8%~15%；所述混合的温度为25~60℃，所述混合的时间为4~12h。
17、在一种实施方式中，所述聚合物纤维膜的制备方法中，静电纺丝的参数条件包括：电压为10~30kv，接收筒与针头之间距离为10~30cm，针头内径为0.2~1mm，纺丝液的流量为0.01~0.2ml/min，接收筒的转速为300~1000rpm；
18、在一种实施方式中，所述聚合物纤维膜的制备方法中，干燥的温度为50~70℃。
19、在一种实施方式中，所述压制的次数为多次；每次压制的压力为0.5~3mpa，每次压制的时间为2~10min。
20、一种电池，包括所述的复合负极，或者所述的复合负极的制备方法制备得到的复合负极。
21、一种用电设备，包括所述的电池。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
23、（1）本专利技术通过将碘化的聚合物纤维层与锂层复合，得到具有再生功能保护层的复合负极，能够在实现锂均匀沉积、抑制枝晶生长的同时重新激活死锂，让死锂再生，从而减缓锂的消耗，提高电池的电化学性能。
24、（2）本专利技术的复合负极的制备方法，通过各个步骤的配合，可制备得到力学性能和电化学性能优异的复合负极，有利于提高电池的综合性能。
25、（3）本专利技术的电池具有优异的循环性能和安全性能。
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1.一种复合负极，其特征在于，包括锂层以及设置于所述锂层至少一侧表面的碘化聚合物纤维层；所述碘化聚合物纤维层中，聚合物纤维包括聚丙烯腈纳米纤维；
2.根据权利要求1所述的复合负极，其特征在于，所述碘化聚合物纤维层中，碘元素的质量百分比为20%~40%。
3.如权利要求1~2中任一项所述的复合负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的复合负极的制备方法，其特征在于，包含以下特征（1）至（4）中的至少一种：
5.根据权利要求3所述的复合负极的制备方法，其特征在于，所述单质碘和所述聚合物纤维膜的质量比为2:1~4:1。
6.根据权利要求3所述的复合负极的制备方法，其特征在于，所述聚合物纤维膜的制备方法，包括：将聚合物材料和有机溶剂混合，得到纺丝溶液；将所述纺丝溶液进行静电纺丝，干燥后得到聚合物纤维膜。
7.根据权利要求6所述的复合负极的制备方法，其特征在于，包含以下特征（1）至（3）中的至少一种：
8.根据权利要求3所述的复合负极的制备方法，其特征在于，所述压制的次数为多次；每
9.一种电池，其特征在于，包括权利要求1~2中任一项所述的复合负极，或者权利要求3~8中任一项所述的复合负极的制备方法制备得到的复合负极。
10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求9所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.一种复合负极，其特征在于，包括锂层以及设置于所述锂层至少一侧表面的碘化聚合物纤维层；所述碘化聚合物纤维层中，聚合物纤维包括聚丙烯腈纳米纤维；
2.根据权利要求1所述的复合负极，其特征在于，所述碘化聚合物纤维层中，碘元素的质量百分比为20%~40%。
3.如权利要求1~2中任一项所述的复合负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的复合负极的制备方法，其特征在于，包含以下特征（1）至（4）中的至少一种：
5.根据权利要求3所述的复合负极的制备方法，其特征在于，所述单质碘和所述聚合物纤维膜的质量比为2:1~4:1。
6.根据权利要求3所述的复合负极的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：马勇，郑军华，胡波剑，李云明，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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