【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂金属电池，并且更具体地，涉及一种适用于锂金属负极的保护方法。
技术介绍
1、随着新能源汽车的普及，人们对其续航里程要求不断提高，这就要求锂离子电池能量密度进一步提高。但由于锂离子电池采用石墨作为负极材料，其理论比容量较低，仅有372mah g-1，因此，锂离子电池的能量密度已达到极限，不能够满足人们的要求。然而，金属锂具有3860mah g-1的超高理论比容量，这一数值远远超过目前石墨负极的理论比容量。当金属锂匹配商业化的磷酸铁锂、镍钴锰酸锂等高压正极时，锂金属电池的能量密度有望达到500wh kg-1，有助于新能源汽车进一步推广。
2、锂金属具有较高的理论比容量(3860mah g-1)以及较低的还原电位(-3.04v相对于标准氢电极)，是新能源电池能量密度突破500wh kg-1的关键性候选材料，被视为下一代的高能量密度电池的“圣杯”负极。然而，在锂金属负极实际应用过程中存在着循环稳定性差、库伦效率低等一系列问题。造成上述问题的根本原因是：锂本身具有高的还原活性，它易于电解液中的组分(如极性溶剂)发生副反应生成不稳定的固态电解质层，在电池充放电的过程中，由于负极存在大的体积变化，固态电解质层会在这个过程中破碎，之后又重新产生，不断重复这个过程，导致不均匀平整的固态电解质产生使锂离子在负极沉积的不均匀，这种不均匀的沉积又会产生电荷富集的区域，致使锂枝晶的形成，枝晶容易刺破隔膜导致电池短路，使电池循环不稳定；此外，固态电解质层的不断破裂与生成也会持续消耗锂金属，使电池中的可用锂源不断减少，导致低的库伦
技术实现思路
1、为了解决现有技术的问题，本专利技术提供一种适用于锂金属负极的保护方法，在锂金属负极表面上形成保护层，步骤包括：
2、在氟硅烷中加入分子筛，去除氟硅烷中的水分；
3、将去除水分后的氟硅烷涂覆于锂金属负极的表面，反应预设的时间；
4、清洗干燥后在锂金属负极表面形成保护层；其中，保护层由双层结构构成，内侧为一层无机层，外侧为一层有机层。
5、可选的，所述氟硅烷为三甲氧基(五氟苯基)硅烷、三乙氧基[5,5,6,6,7,7,7-七氟-4,4-双(三氟甲基)庚基]硅烷、三甲氧基(1h,1h,2h,2h-九氟己基)硅烷、三乙氧基(1h,1h,2h,2h-九氟己基)硅烷、三甲氧基(1h,1h,2h,2h-十三氟正辛基)硅烷或者三甲氧基(1h,1h,2h,2h-十七氟癸基)硅烷中的一种。
6、可选的，所述氟硅烷的体积为0.2-1ml；所述锂金属的直径为8-16mm，厚度为0.025-0.5mm。
7、可选的，所述氟硅烷的体积a(ml)与锂金属的总表面积b(cm2)存在如下数学关系：
8、可选的，所述无机层的主要成分为lif或者lif和li3n，所述有机层的主要成分为rosioxliy(r为有机基团)。
9、可选的，在氟硅烷与锂金属负极的表面反应过程中，将锂金属放入40-80℃的烘箱中烘0.5h-12h。
10、可选的，氟硅烷与锂金属负极的表面的反应时间为0.5h-12h。
11、由以上技术方案可知，本专利技术在去除氟硅烷中的水分后，将氟硅烷涂覆于锂金属负极的表面，反应预设的时间，使锂金属负极与氟硅烷，从而在锂金属负极的表面构筑两层保护层，其中，一层为无机层，位于保护层内侧，它具有高的机械强度能有效隔绝锂金属与电解液的副反应，并且具有高的离子电导率和低的电子电导率，可以让锂离子快速穿过它均匀地沉积在锂负极上，避免枝晶的产生；另一层为有机层，位于保护层外侧，能有效避免无机保护层在充放电过程中由于锂负极严重的体积变化破碎而引起锂与电解液的副反应，从而减少额外锂的消耗。通过构筑这内外两层保护层能有效提高锂金属电池的库伦效率和循环稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种适用于锂金属负极的保护方法，其特征在于，在锂金属负极表面上形成保护层，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟硅烷为三甲氧基(五氟苯基)硅烷、三乙氧基[5,5,6,6,7,7,7-七氟-4,4-双(三氟甲基)庚基]硅烷、三甲氧基(1H,1H,2H,2H-九氟己基)硅烷、三乙氧基(1H,1H,2H,2H-九氟己基)硅烷、三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十三氟正辛基)硅烷或者三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷中的一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟硅烷的体积为0.2-1mL；所述锂金属的直径为8-16mm，厚度为0.025-0.5mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟硅烷的体积a(mL)与锂金属的总表面积b(cm2)存在如下数学关系：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机层的主要成分为LiF或者LiF和Li3N，所述有机层的主要成分为ROSiOxLiy。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在氟硅烷与锂金属负极的表面反应过
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，氟硅烷与锂金属负极的表面的反应时间为0.5h-12h。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于锂金属负极的保护方法，其特征在于，在锂金属负极表面上形成保护层，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟硅烷为三甲氧基(五氟苯基)硅烷、三乙氧基[5,5,6,6,7,7,7-七氟-4,4-双(三氟甲基)庚基]硅烷、三甲氧基(1h,1h,2h,2h-九氟己基)硅烷、三乙氧基(1h,1h,2h,2h-九氟己基)硅烷、三甲氧基(1h,1h,2h,2h-十三氟正辛基)硅烷或者三甲氧基(1h,1h,2h,2h-十七氟癸基)硅烷中的一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟硅烷的体积为0.2-1ml；所述锂金属的直径...
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