【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及电化学，特别是涉及一种固态锂金属电池和电子装置。
技术介绍
1、现有的固态锂金属电池，采用固态电解质替代传统有机电解液可有效改善锂离子电池的安全性能。但目前，因固态电解质和铜集流体之间固固界面接触差、锂金属沉积时体积膨胀剧烈等原因，导致固态锂金属电池阻抗大、锂金属沉积不均匀，所以无负极固态锂金属电池往往存在首次库伦效率低且循环性能差等问题，限制了它的实际应用。因此，如何提高固态锂金属电池的首次库伦效率和循环性能，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请提供了一种固态锂金属电池和电子装置，以提高固态锂金属电池的首次库伦效率和循环性能。
2、本申请第一方面提供了一种固态锂金属电池，其包括正极层、负极集流体以及设置于正极层和负极集流体之间的电解质层；正极层包括正极集流体和正极活性材料层，正极活性材料层设置于正极集流体朝向电解质层的表面上；电解质层包括氧化物固态电解质片和石墨修饰层，石墨修饰层设置于氧化物固态电解质片朝向负极集流体的表面上；负极集流体朝向电解质层的表面上设置有金属层和锂化聚合物界面层，金属层位于负极集流体和锂化聚合物界面层之间。通过在氧化物固态电解质片和负极集流体之间设置石墨修饰层、金属层和锂化聚合物界面层，能够降低氧化物固态电解质片和负极集流体的固固界面物理接触的可能性，降低固态锂金属电池的阻抗，也能够改善锂沉积不均匀的问题，减少由于锂枝晶的生长导致固态锂金属电池发生短路的风险。从而使本申请固态锂金属电池的首次库伦效率和循环性
3、在本申请的一些实施方案中，负极集流体选自铜集流体；金属层的材料包括铝、银、锌、硅或锡中的至少一种。负极集流体选自铜集流体，选用上述种类的材料用作金属层，有利于提高固态锂金属电池的首次库伦效率和循环性能。
4、在本申请的一些实施方案中，锂化聚合物界面层的材料包括聚(丙烯酸)锂、羧甲基纤维素锂、海藻酸钠锂或聚甲基丙烯酸甲酯锂中的至少一种。选用上述种类的材料用作锂化聚合物界面层，有利于提高固态锂金属电池的首次库伦效率和循环性能。
5、在本申请的一些实施方案中，石墨修饰层的材料为lixc6，0≤x≤1。选用上述种类的材料用作石墨修饰层，有利于提高固态锂金属电池的首次库伦效率和循环性能。
6、在本申请的一些实施方案中，氧化物固态电解质片的材料包括以下化合物中的至少一种：nasicon结构的磷酸铝锗锂li1+x1alx1ge2-x1(po4)3或其同晶型异原子掺杂化合物、磷酸铝钛锂li1+x2alx2ti2-x2(po4)3或其同晶型异原子掺杂化合物、钙钛矿结构的钛酸镧锂li3x3la2/3-x3tio3或其同晶型异原子掺杂化合物、石榴石结构的锂镧锆氧li7-x4la3zr2-x4o12或其同晶型异原子掺杂化合物、反钙钛矿结构的li3-2x5mx5halo、li3ocl或其同晶型异原子掺杂化合物、lisicon结构的li4-x6si1-x6px6o4或其同晶型异原子掺杂化合物、li14znge4o16或其同晶型异原子掺杂化合物；其中，0＜x1≤0.75，0＜x2≤0.5，0.06≤x3≤0.14，0≤x4＜1，0≤x5≤0.01，0.5≤x6≤0.6，hal为元素cl或i，各个化合物的异原子各自独立地选自al、ta、nb、ti、ge、f、br或v中的至少一种。选用上述种类的材料用作氧化物固态电解质片，有利于提高固态锂金属电池的首次库伦效率和循环性能。
7、在本申请的一些实施方案中，金属层的厚度为0.1μm至5μm。优选地，金属层的厚度为1μm至3μm。将金属层的厚度调控在上述范围内，有利于提高固态锂金属电池的首次库伦效率、能量密度和循环性能。
8、在本申请的一些实施方案中，锂化聚合物界面层的厚度为0.1μm至5μm。优选地，锂化聚合物界面层的厚度为1μm至3μm。将锂化聚合物界面层的厚度调控在上述范围内，有利于提高固态锂金属电池的首次库伦效率、能量密度和循环性能。
9、在本申请的一些实施方案中，石墨修饰层的厚度为0.1μm至5μm。优选地，石墨修饰层的厚度为1μm至3μm。将石墨修饰层的厚度调控在上述范围内，有利于提高固态锂金属电池的首次库伦效率、能量密度和循环性能。
10、在本申请的一些实施方案中，氧化物固态电解质片的厚度为0.01mm至1mm。将氧化物固态电解质片的厚度调控在上述范围内，有利于提高固态锂金属电池的首次库伦效率、能量密度和循环性能。
11、本申请第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案所述的固态锂金属电池。因此，电子装置具有良好的使用性能。
12、本申请的有益效果：
13、本申请提供了一种固态锂金属电池和电子装置，其中固态锂金属电池包括正极层、负极集流体以及设置于正极层和负极集流体之间的电解质层；正极层包括正极集流体和正极活性材料层，正极活性材料层设置于正极集流体朝向电解质层的表面上；电解质层包括氧化物固态电解质片和石墨修饰层，石墨修饰层设置于氧化物固态电解质片朝向负极层的表面上；负极集流体朝向电解质层的表面上设置有金属层和锂化聚合物界面层，金属层位于负极集流体和锂化聚合物界面层之间。通过石墨修饰层、金属层和锂化聚合物界面层的设置，使本申请固态锂金属电池的首次库伦效率和循环性能得到提高。
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1.一种固态锂金属电池，其包括正极层、负极集流体以及设置于所述正极层和所述负极集流体之间的电解质层；
2.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述负极集流体选自铜集流体；
3.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述锂化聚合物界面层的材料包括聚(丙烯酸)锂、羧甲基纤维素锂、海藻酸钠锂或聚甲基丙烯酸甲酯锂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述石墨修饰层的材料为LixC6，0≤x≤1。
5.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述氧化物固态电解质片的材料包括以下化合物中的至少一种：
6.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述金属层的厚度为0.1μm至5μm。
7.根据权利要求6所述的固态锂金属电池，其中，所述金属层的厚度为1μm至3μm。
8.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述锂化聚合物界面层的厚度为0.1μm至5μm。
9.根据权利要求8所述的固态锂金属电池，其中，所述锂化聚合物界面层的厚度为1μm至3μm。
11.根据权利要求10所述的固态锂金属电池，其中，所述石墨修饰层的厚度为1μm至3μm。
12.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述氧化物固态电解质片的厚度为0.01mm至1mm。
13.一种电子装置，其包括权利要求1至12中任一项所述的固态锂金属电池。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种固态锂金属电池，其包括正极层、负极集流体以及设置于所述正极层和所述负极集流体之间的电解质层；
2.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述负极集流体选自铜集流体；
3.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述锂化聚合物界面层的材料包括聚(丙烯酸)锂、羧甲基纤维素锂、海藻酸钠锂或聚甲基丙烯酸甲酯锂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述石墨修饰层的材料为lixc6，0≤x≤1。
5.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述氧化物固态电解质片的材料包括以下化合物中的至少一种：
6.根据权利要求1所述的固态锂金属电池，其中，所述金属层的厚度为0.1μm至5μm。
7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑碧珠，温佳蕴，王腾锐，胡乔舒，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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