【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，尤其是涉及一种金属锂电池及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池由于具有高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优势而成为消费类电子电池与新能源汽车动力电池的首选，但受限于目前碳酸酯电解液的耐压窗口，锂离子电池的能量密度进一步提升受限，严重影响了其规模普及的进程。
2、使用高电压正极提升锂离子电池的耐压窗口是提升锂离子电池能量密度的有效方法，而搭配高容量的金属锂负极将使锂电池的能量密度得到进一步大幅提升，但高电压正极与金属锂负极对电解质的要求存在较大差异，通常情况下难以实现二者的兼容。
3、有鉴于此，特提出此专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种金属锂电池，将与高电压正极匹配的电解质及与金属锂负极匹配的电解质分别锁定在各自电极侧，实现各自电解质的匹配，避免了对另一极的副作用，从而实现高电压金属锂电池的长循环寿命。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种上述金属锂电池的制备方法，将匹配高电压正极的电解质体系灌注并涂覆到正极侧，将匹配金属锂负极的电解质涂覆到负极侧，实现了正负极的电解质层的精准制备。
3、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
4、本专利技术提供了一种金属锂电池，包括正极和负极；
5、所述正极包括电极层，所述电极层包括正极活性材料层以及灌注于所述正极活性材料层中的正极电解质浆料；
6、所述正极还包括设置于所述电极层表面的正极电解质层，所述
7、所述负极包括金属锂负极以及设置于所述金属锂负极表面的负极电解质层。
8、进一步地，所述正极电解质浆料包括第一聚合物材料、第一有机溶剂、第一锂盐、第一添加剂和无机固态电解质。
9、进一步地，包括以下特征(1)至(5)中的至少一种；
10、(1)所述第一聚合物材料包括聚偏氟乙烯六氟丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和聚硅氧烷类化合物中的至少一种；
11、(2)所述第一有机溶剂包括氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸二乙酯、氟代碳酸甲乙酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚中的至少一种；
12、(3)所述锂盐包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂和四氟硼酸锂中的至少一种；
13、(4)所述第一添加剂包括亚硫酸丙稀酯、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、三甲基硅烷硼酸酯、三(五氟苯基)硼烷和环己基苯中的至少一种；
14、(5)所述无机固态电解质包括磷酸钛铝锂、锂镧锆氧和锂镧钛氧中的至少一种。
15、进一步地，包括以下特征(1)至(5)中的至少一种；
16、(1)所述正极电解质浆料中，第一聚合物材料的含量为5wt％～20wt％；
17、(2)所述正极电解质浆料中，第一有机溶剂的含量为20wt％～50wt％；
18、(3)所述正极电解质浆料中，第一锂盐的含量为5wt％～40wt％；
19、(4)所述正极电解质浆料中，第一添加剂的含量为0.5wt％～10wt％；
20、(5)所述正极电解质浆料中，无机固态电解质的含量为2wt％～10wt％。
21、进一步地，所述正极电解质层的厚度为1～5μm。
22、进一步地，所述正极活性材料层中包括正极活性材料，所述正极活性材料包括镍钴锰三元正极材料、磷酸锰锂正极材料、磷酸钴锂正极材料、钴酸锂正极材料、镍锰酸锂正极材料和富锂锰基正极材料中的至少一种。
23、进一步地，所述负极电解质层中包括第二聚合物材料、第二有机溶剂、第二锂盐和第二添加剂；
24、和/或，所述负极电解质层的厚度为0.5～5μm。
25、进一步地，包括以下特征(1)至(4)中的至少一种；
26、(1)所述第二聚合物材料包括聚偏氟乙烯六氟丙烯、聚醚类化合物、聚碳酸酯和聚硅氧烷类化合物中的至少一种；
27、(2)所述第二有机溶剂包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、四乙二醇二甲醚、1,1-二氟乙基-2,2-二氟丙基醚、1,1,1-三氟乙基-2,2-二氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚中的至少一种；
28、(3)所述第二锂盐包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双(氟磺酰基)亚胺锂和双三氟甲基磺酸亚酰胺锂中的至少一种；
29、(4)所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、双氟磺酰亚胺锂和硫酸乙烯酯中的至少一种。
30、进一步地，包括以下特征(1)至(4)中的至少一种；
31、(1)所述负极电解质浆料中，第二聚合物材料的含量为5wt％～20wt％；
32、(2)所述负极电解质浆料中，第二有机溶剂的含量为20wt％～50wt％；
33、(3)所述负极电解质浆料中，第二锂盐的含量为5wt％～40wt％；
34、(4)所述负极电解质浆料中，第二添加剂的含量为0.5wt％～10wt％；
35、本专利技术还提供了如上所述的金属锂电池的制备方法，包括如下步骤：
36、s1、将正极电解质浆料灌注并涂覆于正极活性材料层上，压制后得到正极；
37、s2、将负极电解质层的浆料涂覆于金属锂负极的表面，得到负极；
38、s3、将所述正极、隔膜和所述负极依次堆叠后，经注液和化成后，得到所述金属锂电池。
39、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
40、本专利技术提供的金属锂电池，通过将与高电压正极匹配的电解质以及与金属锂负极匹配的电解质分别锁定在各自电极侧，实现各自电解质的匹配，避免了对另一极的副作用，从而实现高电压金属锂电池的长循环寿命；避免了现有高电压正极与金属锂负极对电解质体系不兼容的问题。
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1.一种金属锂电池，其特征在于，包括正极和负极；
2.根据权利要求1所述的金属锂电池，其特征在于，所述正极电解质浆料包括第一聚合物材料、第一有机溶剂、第一锂盐、第一添加剂和无机固态电解质。
3.根据权利要求2所述的金属锂电池，其特征在于，包括以下特征(1)至(5)中的至少一种；
4.根据权利要求2所述的金属锂电池，其特征在于，包括以下特征(1)至(5)中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的金属锂电池，其特征在于，所述正极电解质层的厚度为1～5μm。
6.根据权利要求1所述的金属锂电池，其特征在于，所述正极活性材料层中包括正极活性材料，所述正极活性材料包括镍钴锰三元正极材料、磷酸锰锂正极材料、磷酸钴锂正极材料、钴酸锂正极材料、镍锰酸锂正极材料和富锂锰基正极材料中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的金属锂电池，其特征在于，所述负极电解质层中包括第二聚合物材料、第二有机溶剂、第二锂盐和第二添加剂；
8.根据权利要求7所述的金属锂电池，其特征在于，包括以下特征(1)至(4)中的至少一种；
10.权利要求1～9任一项所述的金属锂电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种金属锂电池，其特征在于，包括正极和负极；
2.根据权利要求1所述的金属锂电池，其特征在于，所述正极电解质浆料包括第一聚合物材料、第一有机溶剂、第一锂盐、第一添加剂和无机固态电解质。
3.根据权利要求2所述的金属锂电池，其特征在于，包括以下特征(1)至(5)中的至少一种；
4.根据权利要求2所述的金属锂电池，其特征在于，包括以下特征(1)至(5)中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的金属锂电池，其特征在于，所述正极电解质层的厚度为1～5μm。
6.根据权利要求1所述的金属锂电池，其特征在于，所述正极活性材料层中包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：李云明，胡建伟，马勇，胡波剑，
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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