CN106654172A - 一种多重保护的锂金属负极片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多重保护的锂金属负极片，包括金属锂基体，还包括保护层，所述保护层为单层保护层或多层保护层，所述保护层置于金属锂基体之上；所述单层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层；所述多层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层和聚氧化乙烯聚合物电解质膜，所述聚氧化乙烯聚合物电解质膜包括单纯的聚氧化乙烯聚合物或者聚氧化乙烯与聚偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物的混合聚合物，所述的聚合物电解质中包括浓度为0.1‑10M的锂盐。其优点在于：本发明采用锂磷氧氮薄膜保护层和聚氧化乙烯聚合物电解质膜的复合膜，可以降低锂枝晶刺穿隔膜的风险，对锂金属负极表面进行保护，提升锂离子电池的循环寿命和安全性。

Description

一种多重保护的锂金属负极片
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，特别是一种多重保护的锂金属负极片。
背景技术
随着锂离子电池的广泛应用，人们对锂电池提出了更高的能量密度的要求，尤其是当前，随着燃料电池关键技术的不断突破，以及加氢站在国外的试点，燃料电池被人们普遍誉为下一代或者未来的能量储存方式，如果锂离子电池的能量密度不能达到400wh/kg的话，实际上在未来与燃料电池的竞争上不具备任何优势。研究学者和企业，都在不断的想办法提升电池的能量密度，锂金属负极因为其比能量高和质地轻，被大家认定为提高电池能量密度最佳的负极材料。锂金属作为负极材料，在1962年就开始被人们研究，但是因为锂金属在充放电过程中易产生锂枝晶，由锂枝晶引起的容量损失以及安全问题让后来的研究者望而却步。
近年来随着固态电池的兴起，以及技术的发展，对于锂金属负极的研究又开始了一个新的纪元，不少研究者都在进行锂负极的表面改性，其中LiPON膜的应用一般在超薄固态电池中，而PEO基的固态电解质应用在固态电池中，但前者会在一般固态电解质或液态电解液中随着循环的进行产生大量的裂纹甚至粉化，而后者则容易在长期循环后对枝晶的抑制效果减弱，两种复合层的应用则会发挥各自的优势，使锂金属电池的循环寿命得到极大的提高，目前此种方案应用到液态电解液中或固态电池中还未见相关报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，现提供一种能够实现锂金属负极在液体和固态电池中的应用的多重保护的锂金属负极片。
本发明采用的技术方案为：
一种多重保护的锂金属负极片，包括金属锂基体，其创新点在于：还包括保护层，所述保护层为单层保护层或多层保护层，所述保护层置于金属锂基体之上；
所述单层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层；
所述多层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层和聚氧化乙烯聚合物电解质膜，所述聚氧化乙烯聚合物电解质膜包括单纯的聚氧化乙烯聚合物或者聚氧化乙烯与聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的混合聚合物，所述的聚合物电解质中包括浓度为0.1-10M的锂盐。
进一步的，所述金属锂基体的厚度为1um-100um。
进一步的，所述单层保护层的厚度为0.05um-2um，所述多层保护层的厚度为1-10um。
本发明的有益效果如下：
本发明采用锂磷氧氮薄膜保护层和聚氧化乙烯聚合物电解质膜的复合膜，可以降低锂枝晶刺穿隔膜的风险，对锂金属负极表面进行保护，提升锂离子电池的循环寿命和安全性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明单层保护层的锂金属负极截面图；
图2为本发明多层保护层的锂金属负极截面图。
具体实施方式
如图1和图2所示的一种多重保护的锂金属负极片，包括金属锂基体1，还包括保护层，保护层为单层保护层或多层保护层，保护层置于金属锂基体1之上；单层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层2；多层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层和聚氧化乙烯聚合物电解质膜3，聚氧化乙烯聚合物电解质膜3包括单纯的聚氧化乙烯聚合物或者聚氧化乙烯与聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的混合聚合物，所述的聚合物电解质中包括浓度为0.1-10M的锂盐，其中锂盐包括但不限于高氯酸锂（LiClO4）、二草酸硼酸锂（LiBOB）、二（三氟甲基磺酰）锂（LiTFS）等，而且单层保护的负极片主要应用在液态锂金属电池里边，多层保护的负极片主要应用在固态锂金属电池里边。
以上所述是本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种多重保护的锂金属负极片，包括金属锂基体，其特征在于：还包括保护层，所述保护层为单层保护层或多层保护层，所述保护层置于金属锂基体之上；
所述单层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层；
所述多层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层和聚氧化乙烯聚合物电解质膜，所述聚氧化乙烯聚合物电解质膜包括单纯的聚氧化乙烯聚合物或者聚氧化乙烯与聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的混合聚合物，所述的聚合物电解质中包括浓度为0.1-10M的锂盐。
2.根据权利要求1所述的一种多重保护的锂金属负极片，其特征在于：所述金属锂基体的厚度为1um-100um。
3.根据权利要求1所述的一种多重保护的锂金属负极片，其特征在于：所述单层保护层的厚度为0.05um-2um，所述多层保护层的厚度为1-10um。
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107863488A (zh) * 2017-09-21 2018-03-30 天津力神电池股份有限公司 复合锂金属负极片的制备方法及复合锂金属负极片
CN108281665A (zh) * 2018-01-26 2018-07-13 哈尔滨工业大学 一种双层膜保护金属负极的方法
CN108321355A (zh) * 2018-03-28 2018-07-24 中能中科（天津）新能源科技有限公司 锂金属负极预制件及其制备方法、锂金属负极和锂金属二次电池
CN108711609A (zh) * 2018-05-15 2018-10-26 清陶（昆山）新能源材料研究院有限公司 一种锂金属负极表面处理工艺及其应用
CN109429535A (zh) * 2017-07-13 2019-03-05 株式会社Lg化学 含有电极保护层的负极和包含该负极的锂二次电池
CN109461886A (zh) * 2018-11-19 2019-03-12 江西迪比科股份有限公司 一种复合型金属锂负极材料及制备方法
CN110249461A (zh) * 2017-07-26 2019-09-17 株式会社Lg化学 锂电极的制造方法
WO2019174161A1 (zh) * 2018-03-14 2019-09-19 清华大学 一种固态复合金属锂负极
CN110350151A (zh) * 2018-04-06 2019-10-18 通用汽车环球科技运作有限责任公司 含锂电极的保护涂层及其制造方法
CN110581305A (zh) * 2018-06-08 2019-12-17 郑州宇通集团有限公司 一种固态电池及其制备方法
CN110676433A (zh) * 2018-07-03 2020-01-10 郑州宇通集团有限公司 一种复合锂负极及其制备方法和锂电池
CN110707287A (zh) * 2018-07-09 2020-01-17 郑州宇通集团有限公司 一种金属锂负极及其制备方法和锂电池
CN110993945A (zh) * 2019-11-13 2020-04-10 宁德新能源科技有限公司 用于锂金属电池的负极保护材料和负极极片及其制备方法
CN111201644A (zh) * 2017-11-13 2020-05-26 株式会社Lg化学 锂二次电池用负极和包含其的锂二次电池
CN112803012A (zh) * 2021-03-25 2021-05-14 清陶(昆山)能源发展股份有限公司 一种锂离子电池负极及其制备方法、应用和锂离子电池
CN113346051A (zh) * 2021-06-04 2021-09-03 天津中电新能源研究院有限公司 一种金属锂表面保护层制备方法
CN114204102A (zh) * 2021-10-29 2022-03-18 同济大学 防水、隔空气、抑制枝晶全固态锂金属保护膜及其构筑策略
US11804619B2 (en) * 2017-09-18 2023-10-31 Blue Solutions Solid polymer electrolyte including solvating polymer, lithium salt, and PVdF-HFP copolymer and battery including same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1489229A (zh) * 2002-10-12 2004-04-14 ����Sdi��ʽ���� 锂电池的锂金属阳极
CN1585163A (zh) * 2003-08-19 2005-02-23 三星Sdi株式会社 锂金属阳极的制备方法
CN1789483A (zh) * 2005-12-29 2006-06-21 复旦大学 电子束热蒸发制备锂镧钛氧薄膜的方法
CN102637922A (zh) * 2012-04-16 2012-08-15 佛山市邦普循环科技有限公司 一种锂空气电池的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1489229A (zh) * 2002-10-12 2004-04-14 ����Sdi��ʽ���� 锂电池的锂金属阳极
CN1585163A (zh) * 2003-08-19 2005-02-23 三星Sdi株式会社 锂金属阳极的制备方法
CN1789483A (zh) * 2005-12-29 2006-06-21 复旦大学 电子束热蒸发制备锂镧钛氧薄膜的方法
CN102637922A (zh) * 2012-04-16 2012-08-15 佛山市邦普循环科技有限公司 一种锂空气电池的制备方法

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109429535A (zh) * 2017-07-13 2019-03-05 株式会社Lg化学 含有电极保护层的负极和包含该负极的锂二次电池
CN109429535B (zh) * 2017-07-13 2021-10-12 株式会社Lg化学 含有电极保护层的负极和包含该负极的锂二次电池
US11108039B2 (en) 2017-07-13 2021-08-31 Lg Chem, Ltd. Negative electrode containing electrode protective layer and lithium secondary battery comprising the same
CN110249461A (zh) * 2017-07-26 2019-09-17 株式会社Lg化学 锂电极的制造方法
US11444273B2 (en) 2017-07-26 2022-09-13 Lg Energy Solution, Ltd. Method for manufacturing lithium electrode
CN110249461B (zh) * 2017-07-26 2022-06-10 株式会社Lg新能源 锂电极的制造方法
US11804619B2 (en) * 2017-09-18 2023-10-31 Blue Solutions Solid polymer electrolyte including solvating polymer, lithium salt, and PVdF-HFP copolymer and battery including same
CN107863488B (zh) * 2017-09-21 2024-05-28 天津力神电池股份有限公司 复合锂金属负极片的制备方法及复合锂金属负极片
CN107863488A (zh) * 2017-09-21 2018-03-30 天津力神电池股份有限公司 复合锂金属负极片的制备方法及复合锂金属负极片
US11539045B2 (en) 2017-11-13 2022-12-27 Lg Energy Solution, Ltd. Negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
CN111201644A (zh) * 2017-11-13 2020-05-26 株式会社Lg化学 锂二次电池用负极和包含其的锂二次电池
US11923538B2 (en) 2017-11-13 2024-03-05 Lg Energy Solution, Ltd. Negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
CN111201644B (zh) * 2017-11-13 2023-03-31 株式会社Lg新能源 锂二次电池用负极和包含其的锂二次电池
CN108281665A (zh) * 2018-01-26 2018-07-13 哈尔滨工业大学 一种双层膜保护金属负极的方法
CN108281665B (zh) * 2018-01-26 2020-06-16 哈尔滨工业大学 一种双层膜保护金属负极的方法
WO2019174161A1 (zh) * 2018-03-14 2019-09-19 清华大学 一种固态复合金属锂负极
CN108321355A (zh) * 2018-03-28 2018-07-24 中能中科（天津）新能源科技有限公司 锂金属负极预制件及其制备方法、锂金属负极和锂金属二次电池
CN110350151B (zh) * 2018-04-06 2022-07-22 通用汽车环球科技运作有限责任公司 含锂电极的保护涂层及其制造方法
CN110350151A (zh) * 2018-04-06 2019-10-18 通用汽车环球科技运作有限责任公司 含锂电极的保护涂层及其制造方法
CN108711609A (zh) * 2018-05-15 2018-10-26 清陶（昆山）新能源材料研究院有限公司 一种锂金属负极表面处理工艺及其应用
CN108711609B (zh) * 2018-05-15 2021-09-17 苏州清陶新能源科技有限公司 一种锂金属负极表面处理工艺及其应用
CN110581305A (zh) * 2018-06-08 2019-12-17 郑州宇通集团有限公司 一种固态电池及其制备方法
CN110676433B (zh) * 2018-07-03 2021-07-27 郑州宇通集团有限公司 一种复合锂负极及其制备方法和锂电池
CN110676433A (zh) * 2018-07-03 2020-01-10 郑州宇通集团有限公司 一种复合锂负极及其制备方法和锂电池
CN110707287B (zh) * 2018-07-09 2023-05-26 郑州宇通集团有限公司 一种金属锂负极及其制备方法和锂电池
CN110707287A (zh) * 2018-07-09 2020-01-17 郑州宇通集团有限公司 一种金属锂负极及其制备方法和锂电池
CN109461886A (zh) * 2018-11-19 2019-03-12 江西迪比科股份有限公司 一种复合型金属锂负极材料及制备方法
EP3963647A4 (en) * 2019-11-13 2022-07-06 Ningde Amperex Technology Limited PROTECTIVE MATERIAL FOR NEGATIVE ELECTRODE OF LITHIUM-METAL BATTERY, NEGATIVE ELECTRODE, AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF
CN110993945A (zh) * 2019-11-13 2020-04-10 宁德新能源科技有限公司 用于锂金属电池的负极保护材料和负极极片及其制备方法
WO2022199151A1 (zh) * 2021-03-25 2022-09-29 清陶(昆山)能源发展股份有限公司 一种锂离子电池负极及其制备方法、应用和锂离子电池
CN112803012B (zh) * 2021-03-25 2021-07-13 清陶(昆山)能源发展股份有限公司 一种锂离子电池负极及其制备方法、应用和锂离子电池
CN112803012A (zh) * 2021-03-25 2021-05-14 清陶(昆山)能源发展股份有限公司 一种锂离子电池负极及其制备方法、应用和锂离子电池
CN113346051A (zh) * 2021-06-04 2021-09-03 天津中电新能源研究院有限公司 一种金属锂表面保护层制备方法
CN114204102A (zh) * 2021-10-29 2022-03-18 同济大学 防水、隔空气、抑制枝晶全固态锂金属保护膜及其构筑策略
CN114204102B (zh) * 2021-10-29 2023-11-14 同济大学 防水、隔空气、抑制枝晶全固态锂金属保护膜及其构筑策略

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