一种一体化复合金属锂负极及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种一体化复合金属锂负极，为聚合物和含锂合金的双层复合结构，是聚合物‑金属M层和金属锂复合而成，所述聚合物‑金属M层是聚合物和金属M的离子在溶液中通过还原金属M的离子得到，所述含锂合金是金属锂和金属M形成的合金，聚合物层厚度为6‑15μm；含锂合金层厚度为20‑50μm；在含锂合金中，金属原子M与金属锂的摩尔比为1:10‑100。本发明专利技术提出的一体化复合负极的够独立作为金属锂负极集流体，无需额外的例如铜箔等集流体，可以在有限锂的条件下工作，可以防止负极粉化的发生；相比于目前市面上的电池，负极的比能量大幅提升，其能量密度也具有显著的提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池负极，具体涉及一种一体化复合金属锂负极及其制备方法。

技术介绍

1、随着人们对能量密度的需求，电池体系从最早的铅酸电池、镍铬、镍氢电池到目前成熟发展的以石墨为负极的锂离子电池，在能量密度上已经有了巨大的提升，但随着动力汽车的发展，人们对于更轻薄的3c产品的需求，以石墨为负极的锂离子电池开始无法满足能量密度的需求。

2、目前电动汽车的续航里程问题推动着电池能量密度的需求量不断提高，电池层面上，从最开始的镍镉电池、铅酸电池、镍氢电池等发展到目前成熟的以石墨为负极的锂离子电池，能量密度上具有很大程度的提升，也带动着电动汽车以及3c产品的不断发展，但是，更高的续航里程的需求要求有更高能量密度的锂离子电池的发展。

3、目前，在负极层面，金属锂以其最高的比能量以及最低的电化学反应电位使其成为研究热门，但是金属锂在循环过程中库伦效率低、由于枝晶生长导致活性物质粉化形成“死锂”、由于其大的体积膨胀使得金属锂在循环过程中发生极片粉化等问题制约着金属锂负极的发展。

4、针对上诉问题展开的研究已获诸多报道，例如：通过电解液本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种一体化复合金属锂负极，其特征在于，为聚合物和含锂合金的双层复合结构，是聚合物-金属M层和金属锂复合而成，所述聚合物-金属M层是聚合物和金属M的离子在溶液中通过还原金属M的离子得到，所述含锂合金是金属锂和金属M形成的合金，聚合物层厚度为6-15μm；含锂合金层厚度为20-50μm；在含锂合金中，金属原子M与金属锂的摩尔比为1:10-100。

2.根据权利要求1所述的一体化复合金属锂负极，其特征在于，在含锂合金中，金属原子M与金属锂的摩尔比为1:20-1:50。

3.根据权利要求1所述的一体化复合金属锂负极，其特征在于，所述聚合物含有能够和金属M有强范德华力的...

【技术特征摘要】

1.一种一体化复合金属锂负极，其特征在于，为聚合物和含锂合金的双层复合结构，是聚合物-金属m层和金属锂复合而成，所述聚合物-金属m层是聚合物和金属m的离子在溶液中通过还原金属m的离子得到，所述含锂合金是金属锂和金属m形成的合金，聚合物层厚度为6-15μm；含锂合金层厚度为20-50μm；在含锂合金中，金属原子m与金属锂的摩尔比为1:10-100。

2.根据权利要求1所述的一体化复合金属锂负极，其特征在于，在含锂合金中，金属原子m与金属锂的摩尔比为1:20-1:50。

3.根据权利要求1所述的一体化复合金属锂负极，其特征在于，所述聚合物含有能够和金属m有强范德华力的官能团，比如酰亚胺、酸、酯等官能团；更近一步地，所述聚合物选自聚酰亚胺、聚丙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一体化复合金属锂负极，其特征在于，本发明的所述聚合物-金属m层是聚合物薄膜在金属m的离子溶液中，加入还原剂使金属m离子还原为金属m的颗粒，金属m的颗粒尺寸为0.1-2μm。

5.根据权利要求1所述的一体化复合金属锂负极，其特征在于，金属m为银，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉国，张超辉，张娟，万立骏，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：