一种含双层人工SEI膜的碱金属负极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含双层人工SEI膜的碱金属负极及其制备方法，所述碱金属负极含有一种内层为含LiF/Li<subgt;3</subgt;N无机层和外层为富氟有机物聚合层的双层人工SEI膜，改善了金属不均匀的沉积和剥离行为容易导致枝晶的生长和严重的体积膨胀的问题；其高氟的疏液性降低了溶胀率，从而提高了电池的库伦效率和循环寿命，使得碱金属电池的性能得到明显提升。所述制备方法为在碱金属表面包裹一层前驱体溶液，经真空干燥后可以在碱金属表面原位形成一种双层人工SEI膜，具有易加工的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池材料，具体涉及一种含双层人工sei膜的碱金属负极及其制备方法。

技术介绍

1、碱金属相对于传统的石墨电极材料具有高比容量、低密度和低电位的优势，以其作为负极材料可以大幅提高电池能量密度，具有广阔的应用前景。然而，受限于碱金属的电负性和还原能力较强，使其易与电解液发生副反应而消耗活性物质和电解液，导致电池出现库伦效率低和循环寿命短等问题。同时，在反复充放电过程中，碱金属不均匀的沉积和剥离行为容易导致枝晶的生长和严重的体积膨胀，金属枝晶的不可控生长极易刺穿隔膜导致电池发生内短路，从而引起热失控，带来严重的安全隐患。

2、目前常见的人工sei膜按组分以无机化合物和有机聚合物两种为主。但目前常见的无机化合物人工sei膜在电化学循环过程中不够稳定，容易在电极材料的体积膨胀或收缩过程中破裂，并且无机sei膜可能难以在电极表面形成均匀且连续的膜层，厚度不一致可能导致电池性能不均匀；通常的无机材料通常较硬且脆，可能无法适应电极材料在充放电过程中的体积变化，导致sei膜破裂且某些无机化合物形成sei膜可能成本较高，包覆过程往往比较繁琐，操作难度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种含双层人工SEI膜的碱金属负极，其原料包括：含有碱金属的金属层和前驱体溶液；

2.根据权利要求1所述的含双层人工SEI膜的碱金属负极，其特征在于，所述结构通式I中R1和R2各自独立的选自氟原子、C1-C6的含氟烷基、C1-C6的含氟烷氧基中的一种；R3和R4各自独立的选自C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、C2-C8的烯基、C2-C8的炔基中的一种，且R3和R4中至少一个含有不饱和基团；

3.根据权利要求1所述的含双层人工SEI膜的碱金属负极，其特征在于，所述结构通式II中R5选自C2-C10的含氟烷基、C2-C10的含氟烷氧基中的一种，且R5中氟取代的...

【技术特征摘要】

1.一种含双层人工sei膜的碱金属负极，其原料包括：含有碱金属的金属层和前驱体溶液；

2.根据权利要求1所述的含双层人工sei膜的碱金属负极，其特征在于，所述结构通式i中r1和r2各自独立的选自氟原子、c1-c6的含氟烷基、c1-c6的含氟烷氧基中的一种；r3和r4各自独立的选自c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c2-c8的烯基、c2-c8的炔基中的一种，且r3和r4中至少一个含有不饱和基团；

3.根据权利要求1所述的含双层人工sei膜的碱金属负极，其特征在于，所述结构通式ii中r5选自c2-c10的含氟烷基、c2-c10的含氟烷氧基中的一种，且r5中氟取代的数量f≥6；r6选自h、c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基中的一种；

4.根据权利要求1所述的含双层人工sei膜的碱金属负极，其特征在于，所述含氟锂盐种类选自双氟磺酰亚胺锂(lifsi)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(litfsi)、六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)、双氟草酸硼酸锂(lidfob)、二氟磷酸锂(lidfp)中的一种或者两种以上的任意组合；

5.根据权利要求1所述的含双层人工sei膜的碱金属负极，其特征在于，所述引发剂种类选自偶氮类化合物和过氧化物类中的一种或两种；作为一些具体的示例如：偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志诚，梁坤，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：天目湖先进储能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：