一种硫化物固态电池中金属锂负极保护层及其制备方法和应用技术

技术编号:41876601 阅读:34 留言:0更新日期:2024-07-02 00:29
本发明专利技术涉及一种硫化物固态电池中金属锂负极保护层及其制备方法和应用,该金属锂负极保护层包括锂盐‑醚类聚合物体系及该体系与金属锂反应形成的固体电解质层。所述的醚类聚合物是由醚类单体通过酸性聚合物引发剂原位引发开环聚合。所述的酸性聚合物引发剂先通过溶液浸渍后去除溶剂的方式负载于电池隔膜,引发醚类单体原位聚合,在金属锂表面形成富含无机盐和聚合物的固体电解质层。所述的金属锂保护层具有对硫化物固体电解质良好的化学和电化学稳定性。本发明专利技术提供所述金属锂保护层的制备方法,及具备该金属锂保护层的锂负极在硫化物基固态电池中的应用。与现有技术相比,本发明专利技术具有成本低、厚度可靠、化学和电学性能良好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固态锂电池领域,更具体地,涉及一种金属锂负极保护层,所述金属锂保护层的制备方法,以及包含保护层的金属锂负极在硫化物固态电池中的应用。


技术介绍

1、随着电动汽车的普及,锂离子电池(libs)技术得到了迅猛发展。目前,传统libs中石墨负极的能量密度已经接近极限,应用金属锂负极被认为是提高libs能量密度的终极方案。然而,金属锂负极在电池循环中存在不均匀锂剥离/沉积、形成锂枝晶等问题,锂枝晶甚至可能穿透隔膜,导致电池短路和严重的安全问题。固态锂电池被寄予抑制锂枝晶生长、提高电池能量密度,同时提高电池安全性的厚望。在众多种类的固体电解质中,硫化物固体电解质因其拥有与有机电解液相媲美的高离子导电性和与商业正极材料的良好适配性而受到广泛研究。然而,硫化物固体电解质与金属锂负极在接触时不够稳定,接触界面会形成由化学和电化学副反应导致的具有高电阻的钝化层,并且由于界面处的固-固接触,存在的孔隙会干扰锂离子的传输,并加速锂枝晶的形成,这大大限制了硫化物固态电池的实际应用。因此,迫切需要寻找一种创新的解决方案来克服硫化物固态电池中金属锂负极应用的挑战,以确保本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硫化物固态电池的金属锂负极保护层,其特征在于,该金属锂负极保护层包括锂盐-醚类聚合物体系及该体系与金属锂反应形成的固体电解质层。

2.根据权利要求1所述的一种硫化物固态电池的金属锂负极保护层,其特征在于,所述的醚类聚合物通过酸性聚合物引发剂引发原位聚合。

3.根据权利要求1所述的一种硫化物固态电池的金属锂负极保护层,其特征在于,所述的固体电解质层由醚类聚合物和富含硼、氮、氟、硫的无机盐组成。

4.一种如权利要求1所述的一种硫化物固态电池的金属锂负极保护层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种硫化物固态电...

【技术特征摘要】

1.一种硫化物固态电池的金属锂负极保护层,其特征在于,该金属锂负极保护层包括锂盐-醚类聚合物体系及该体系与金属锂反应形成的固体电解质层。

2.根据权利要求1所述的一种硫化物固态电池的金属锂负极保护层,其特征在于,所述的醚类聚合物通过酸性聚合物引发剂引发原位聚合。

3.根据权利要求1所述的一种硫化物固态电池的金属锂负极保护层,其特征在于,所述的固体电解质层由醚类聚合物和富含硼、氮、氟、硫的无机盐组成。

4.一种如权利要求1所述的一种硫化物固态电池的金属锂负极保护层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种硫化物固态电池的金属锂负极保护层的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,所述的酸性聚合物引发剂的溶液通过以下方法制得:

6.根据权利要求4所述的一种硫化物固态电池的金属锂负极保护层的制备方法,其特征在于,在步骤s2中,所述的电池隔膜包括聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)或聚酰亚胺(pi)。

7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:段华南李国耀吴绍平沈叶青
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:

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