CN109841811B - 一种用于固态电池的锂基负极材料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种用于固态电池的锂基负极材料及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109841811B
CN109841811B CN201910020636.5A CN201910020636A CN109841811B CN 109841811 B CN109841811 B CN 109841811B CN 201910020636 A CN201910020636 A CN 201910020636A CN 109841811 B CN109841811 B CN 109841811B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
negative electrode
electrode material
based negative
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910020636.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109841811A (zh
Inventor
罗巍
段建
黄云辉
伍旺炎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201910020636.5A priority Critical patent/CN109841811B/zh
Publication of CN109841811A publication Critical patent/CN109841811A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109841811B publication Critical patent/CN109841811B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于固态电池的锂基负极材料及其制备方法与应用，锂基负极材料包括以下组分及重量份含量：锂20‑98份、共混剂2‑80份；将锂与共混剂混合后，加热至180‑400℃，搅拌均匀后即得到锂基负极材料；锂基负极材料用于全固态电池中，与固态电解质复合在一起。与现有技术相比，本发明通过锂金属与共混剂一起热熔复合的方法，对锂负极粘度、锂金属表面能等方面进行调控，并可控引入碳、氧元素，实现负极极片与固态电解质之间的紧密结合，同时调控负极与电解质之间的界面组成，降低负极与固态电解质的界面电阻，提高负极与电解质循环中锂枝晶生长的极限电流密度，提升负极的可循环充放电容量，增加负极与固态电解质界面循环过程中的稳定性。

Description

一种用于固态电池的锂基负极材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于全固态锂电池技术领域，涉及一种用于固态电池的锂基负极材料及其制备方法与应用。
背景技术
锂离子电池自20世纪90年代商品化后，凭借其高比能量密度、无记忆效应、长期循环稳定性以及高的平均工作电压，被迅速应用到消费电子、电动工具、无人机以及通讯基站等领域，为现代社会的信息化、智能化提供有效的能源解决方案。同时，近年来世界能源危机加剧以及化石能源的过度使用导致自然环境问题日益恶化，各国为降低对化石能源的依赖、减少碳排放，开始大力推广和应用电动汽车，这一新应用场景的提出对化学储能电池的能量密度和安全性有更高的要求。传统的有机电解液热稳定性低，在电池或者电池系统存在不良设计，或者其在使用过程中发生碰撞、内短路、过充等滥用时，电池或者电池系统极易起火，甚至爆炸。这一动力电池潜在的安全隐患不利于电动汽车的推广和商品化。因此，开发更高能量密度、更加安全的化学电源的需求日益迫切。
金属锂负极具有低的电极电势(-3.04V vs.SHE)和高的比容量(3860mAh/g)，是非常理想的高比能量密度锂电池负极材料。然而，锂金属在商业化的锂离子电池碳酸酯类电解液中，具有较强的反应活性，在循环过程中会持续和电解液反应；同时，还会在循环过程中形成锂枝晶。锂枝晶的形成可能刺穿隔离膜，导致电池发生内短路，造成电池起火，甚至爆炸等安全事故。
全固态电池采用能传导锂离子并对电子绝缘的固态电解质层。固态电解质具有耐高温、不可燃、不挥发、不腐蚀等优点，有利于提高电池的安全性能。其中，铝、钽、镁掺杂的石榴石型的锂镧锆氧材料(LLZO)电解质具有高的锂离子电导率，优化后其室温锂离子电导率可以达到10-3mS/cm，接近商用的锂离子电池电解液的锂离子电导率，同时其具有很宽的电化学稳定性，对锂金属稳定(参见Adv.Mater.2018,1705702)。然而，LLZO材料与锂金属的浸润性很差，在组装全固态电池时，作为负极的锂金属材料无法与作为固态电解质的LLZO材料形成很好的界面，其界面电阻大，电池的循环稳定性极差(参见J.Mater.Chem.A 2016,4,15266.)。硫化物基固态电解质在室温下的锂离子电导率接近液体锂离子电池电解液中的锂离子电导率，然而其与金属锂稳定性差，界面接触阻抗相对较大。
为了实现锂负极与氧化物基或硫化物基电解质之间紧密的界面结合，同时降低界面间锂离子的迁移势垒，不少研究者采用对固态电解质材料进行表面修饰的方法，如采用PECVD(等离子体增强的化学气相沉积法)在LLZO表面沉积一层薄层的Si，或采用原子层沉积的方法沉积一层Ge，或采用磁控溅射一层Al等方法，这些方法能够在一定程度上实现LLZO和锂金属界面的紧密结合，降低界面电阻(参见J.Am.Chem.Soc.2016,138,12258.；Adv.Mater.2017,29,1606042.；J.Mater.Chem.A 2018,6,18853.)。也有一些研究者在固态电解质和负极材料之间单独引入一个中间过渡层，如PEO聚合物层(参见Energy StorageMater.2018.07.004)。然而这些方法工艺复杂，难以大规模生产，推广难度大。
因此，开发出性能优异、制备工艺简便，同时与电解质材料界面兼容性更好的锂负极材料是全固态电池开发的重点。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于固态电池的锂基负极材料及其制备方法与应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于固态电池的锂基负极材料，该锂基负极材料包括以下组分及重量份含量：锂20-98份、共混剂2-80份。
进一步地，所述的共混剂为碳基共混剂。
进一步地，所述的共混剂包括石墨、硬碳、软碳、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、无定形碳、多孔碳或活性炭中的一种或更多种。
一种用于固态电池的锂基负极材料的制备方法，该方法为：将锂与共混剂混合后，加热至180-400℃，搅拌均匀后即得到所述的锂基负极材料。将锂金属与共混剂在加热条件下机械搅拌复合而成。
进一步地，其特征在于，所述的搅拌为恒温搅拌，该恒温搅拌的时间为2-60min。
一种用于固态电池的锂基负极材料的应用，所述的锂基负极材料用于全固态电池中，与固态电解质复合在一起。
进一步地，所述的锂基负极材料与固态电解质复合的方法为：在温度180-300℃下，将锂基负极材料均匀涂覆在固态电解质上，得到锂基负极材料与固态电解质界面紧密结合的半电池。该固态电解质优选为铝、钽、镁元素掺杂的石榴石型锂镧锆氧材料。
进一步地，每1cm2固态电解质上涂覆0.3-30mg锂基负极材料。
或者，所述的锂基负极材料与固态电解质复合的方法包括以下步骤：
1)将锂基负极材料冷却至室温后压成薄片，之后将薄片转移到金属集流体上，得到复合电极；
2)将复合电极与固态电解质叠片装配在一起。
作为优选的技术方案，步骤1)中，采用机械压片及控制厚度辊压的方式将冷却后的锂基负极材料压成薄片。金属集流体优选为普通铜箔或多孔铜箔。每1cm2金属集流体上复合0.3-30mg锂基负极材料。
作为优选的技术方案，步骤2)中，通过压力和再次热处理的方式，将复合电极与固态电解质装配在一起，得到锂基负极材料与固态电解质界面紧密结合的半电池。该固态电解质优选为硫化物基电解质材料。
进一步地，所述的固态电解质为氧化物电解质或硫化物电解质。氧化物电解质优选为钙钛矿型电解质、NASICON型电解质、LISICON型电解质或石榴石型电解质。
本发明中的锂基负极材料在应用时，可采用多种方法将锂基负极材料与固态电解质复合在一起，即：通过直接将熔融状态下的锂基负极材料热涂覆在固态电解质上；或待锂基负极材料冷却后，采用机械加工的方法将锂基负极材料加工成电池极片，之后将电池极片冷压至固态电解质上。
本发明中，共混剂的加入可改变液态锂金属的粘度、表面能，同时可以优化锂基负极材料与固态电解质的界面组成，实现锂基负极材料与固态电解质更加紧密地结合，降低界面接触阻抗，提高负极与电解质循环中锂枝晶生长的极限电流密度，提升负极的可循环充放电容量，增加负极与电解质界面循环过程中的稳定性。
本发明锂基负极材料与固态电解质进行界面构筑时，将共混后的锂基负极材料直接热涂覆在固态电解质陶瓷片表面，可增强界面间的结合，同时操作便利，该方法优选对锂金属具有高稳定性的石榴石型锂镧锆氧型固态电解质；或者将冷却后的锂基负极材料压成薄片，并转移至普通铜箔或多孔铜箔上，之后再与固态电解质进行组装。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)与一般的固态电池负极材料相比，本发明通过锂金属与共混剂一起热熔复合的方法，对锂负极粘度、锂金属表面能等方面进行调控并可控地引入碳、氧元素，实现负极极片与固态电解质之间的紧密结合，能够与固态电解质界面兼容，同时调控负极与固态电解质之间的界面组成，降低负极与固态电解质的界面电阻，提高负极与固态电解质循环中锂枝晶生长的极限电流密度，提升负极的可循环充放电容量，增加负极与固态电解质界面循环过程中的稳定性，可广泛应用于新能源汽车及储能用固态电池中，前景广阔；
2)实验结果表明，采用本发明中与固态电解质界面兼容的锂基负极材料，构筑的固态电池负极与固态电解质界面实现了紧密接触，且界面阻抗小，长期循环稳定性提升显著。
附图说明
图1为实施例1中锂-石墨复合负极材料的SEM图谱；
图2为实施例1中锂-石墨复合负极材料与纯锂的粘度对比图；
图3为采用纯锂负极与石榴石型锂镧锆氧电解质结合后的界面SEM图谱；
图4为实施例1中锂-石墨复合负极材料与石榴石型锂镧锆氧电解质结合后的界面SEM图谱；
图5为纯锂和实施例1中锂-石墨复合负极分别与锂镧锆氧电解质陶瓷片组装成对称电池后，电池电化学阻抗测试的结果对比图；
图6为实施例1中锂-石墨复合负极材料与石榴石型锂镧锆氧电解质对称电池的极限电流密度测试结果图；
图7为采用纯锂作为负极与石榴石型锂镧锆氧电解质组装的对称电池，采用电流密度为0.3mA/cm2的循环电压-时间曲线；
图8为采用实施例1中锂-石墨复合负极与石榴石型锂镧锆氧电解质组装的对称电池，采用电流密度为0.3mA/cm2的循环电压-时间曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
在高纯氩气氛围下，按照金属锂质量含量为60％比例，将电池级纯度的锂金属和商业化石墨混合，一起置于高温搅拌仪中，待温度加热至280℃使金属锂熔化后，控制恒温，在不锈钢搅拌器的机械搅拌作用下，转速60r/min，时间30min。完成恒温搅拌后，调节搅拌速度至5r/min慢速搅拌。
将锂镧锆氧薄片陶瓷片加热到280℃，待其温度达到280℃后，将上述搅拌后的锂-石墨混合物均匀涂覆在陶瓷片材上，降温到室温。
陶瓷片上的涂覆量以所涂覆的锂-石墨复合粉末计，为1.5mg/cm2。
图1为本实施例中锂-石墨复合负极材料的SEM图谱，其中，(a)和(b)为合成得到的锂-石墨复合电极表面的不同放大倍数下的SEM图谱；(c)和(d)为合成得到的锂-石墨复合电极截面的不同放大倍数下的SEM图谱。由图1可以看出，无论是在表面还是在截面上，锂化后的石墨在锂中分散都很均匀，石墨保持很好的颗粒状，同时与锂形成很好的结合，石墨的加入对于混合物的粘度和界面状态均会有一定的改变。
图2为本实施例中锂-石墨复合负极材料与纯锂的粘度对比(结果已经归一化)，从测试结果对比可以看出，添加石墨后，锂-石墨复合负极材料的粘度提升了将近33倍，石墨的加入对于复合材料的粘度提升很大。
图3为采用纯锂负极与石榴石型锂镧锆氧电解质结合后的界面SEM图谱，由图3可以看出，普通纯锂负极与锂镧锆氧陶瓷电解质界面接触很差，无法形成很紧密的接触，导致其界面电阻比较大。
图4为本实施例中锂-石墨复合负极材料与石榴石型锂镧锆氧电解质结合后的界面SEM图谱，由图4可以看出，复合负极材料与锂镧锆氧陶瓷电解质片形成很紧的界面结合。
图5为纯锂和锂-石墨复合负极分别与锂镧锆氧电解质陶瓷片组装成对称电池后，电池电化学阻抗测试的结果对比图。从图5对比结果可以看出，采用锂-石墨复合负极材料与锂镧锆氧电解质陶瓷片组装的对称电池，其电池整体电阻有很大的降低，界面电阻从采用纯锂负极作为负极的380欧姆·平方厘米降低为11欧姆·平方厘米。采用锂-石墨复合负极对降低界面电阻有很大的效果。
图6为锂-石墨复合负极材料与石榴石型锂镧锆氧电解质对称电池的极限电流密度测试结果图。由图6可以看出，采用锂-石墨复合负极材料，与石榴石型锂镧锆氧电解质组装成对称电池，其极限电流密度达到1.5mA/cm2。一般采用纯锂作为负极材料的石榴石型固态电解质固态电池其极限电流不到0.3mA/cm2。采用锂-石墨复合负极材料极大提升了石榴石型锂镧锆氧电解质固态电池的极限电流。
图7为采用纯锂作为负极与石榴石型锂镧锆氧电解质组装的对称电池，采用电流密度为0.3mA/cm2的循环电压-时间曲线。可以看出，经过几个圈的循环，电池极化持续增加，电池很快就发生短路。
图8为采用锂-石墨复合负极与石榴石型锂镧锆氧电解质组装的对称电池，采用电流密度为0.3mA/cm2的循环电压-时间曲线。可以看出，电池具有很好的循环稳定性，在长达250h的循环过程中，其脱嵌锂电压保持平稳，显示出很好的循环稳定性。
实施例2：
在高纯氩气氛围下，按照金属锂质量含量为90％比例，将电池级纯度的锂金属和商业化碳纳米管混合，一起置于高温搅拌仪中，待温度加热至310℃使金属锂熔化后，控制恒温，在不锈钢搅拌器的机械搅拌作用下，转速80r/min，时间40min。完成恒温搅拌后，停止高温搅拌仪的供热，使锂复合负极材料逐渐降温到室温。
预先采用辊压机对复合材料进行辊压减薄，然后采用多孔铜箔作为金属集流体，将减薄后的锂复合负极材料转移至多孔铜箔上。
所选用的多孔铜箔为200目，厚度在20μm，多孔铜箔上的锂-碳纳米管复合负极材料涂覆量为2.5mg/cm2。
将上述附载在多孔铜箔上的锂-碳纳米管复合负极材料贴合在硫化物基电解质Li2S-P2S5上，冷压成型。
实施例3：
将商业化石墨和商业化碳纳米管，按照碳纳米管质量含量为5％比例，混料后置于高能球磨罐中机械球磨(转速300r/min，时间1.5h)，球磨完成取出待用。
在高纯氩气氛围下，按照金属锂质量含量为80％比例，将电池级纯度的锂金属和上述石墨与碳纳米管的预混料混合，一起置于高温搅拌仪中，待温度加热至350℃使金属锂熔化后，控制恒温，在不锈钢搅拌器的机械搅拌作用下，转速100r/min，时间50min。完成恒温搅拌后，调节搅拌速度至5r/min慢速搅拌。
将锂镧锆氧薄片陶瓷片加热到220℃，待其温度达到220℃后，将上述搅拌后的混合物均匀涂覆在陶瓷片材上，降温到室温。
陶瓷片上的涂覆量以所涂覆的锂-石墨/碳纳米管复合粉末计，为5mg/cm2。
实施例4：
在高纯氩气氛围下，按照金属锂质量含量为50％比例，将电池级纯度的锂金属和软碳混合，一起置于高温搅拌仪中，待温度加热至190℃使金属锂熔化后，控制恒温，在不锈钢搅拌器的机械搅拌作用下，转速80r/min，时间5min。完成恒温搅拌后，停止高温搅拌仪的供热，使锂复合负极材料逐渐降温到室温。
预先采用辊压机对复合材料进行辊压减薄，然后采用多孔铜箔作为金属集流体，将减薄后的锂复合负极材料转移至多孔铜箔上。
所选用的多孔铜箔为100目，厚度在30μm，多孔铜箔上的锂-软碳复合负极材料涂覆量为8mg/cm2。
将上述附载在多孔铜箔上的锂-软碳复合负极材料贴合在钙钛矿结构的Li3.3La0.56TiO3上，冷压成型。
实施例5：
在高纯氩气氛围下，按照金属锂质量含量为75％比例，将电池级纯度的锂金属和多孔碳混合，一起置于高温搅拌仪中，待温度加热至350℃使金属锂熔化后，控制恒温，在不锈钢搅拌器的机械搅拌作用下，转速70r/min，时间60min。完成恒温搅拌后，调节搅拌速度至5r/min慢速搅拌。
将锂镧锆氧薄片陶瓷片加热到210℃，待其温度达到210℃后，将上述搅拌后的混合物均匀涂覆在陶瓷片材上，降温到室温。
陶瓷片上的涂覆量以所涂覆的锂-多孔碳复合粉末计，为10mg/cm2。
实施例6：
在高纯氩气氛围下，按照金属锂质量含量为85％比例，将电池级纯度的锂金属和氧化石墨烯混合，一起置于高温搅拌仪中，待温度加热至360℃使金属锂熔化后，控制恒温，在不锈钢搅拌器的机械搅拌作用下，转速70r/min，时间80min。完成恒温搅拌后，调节搅拌速度至5r/min慢速搅拌。
将锂镧锆氧薄片陶瓷片加热到300℃，待其温度达到300℃后，将上述搅拌后的混合物均匀涂覆在陶瓷片材上，降温到室温。
陶瓷片上的涂覆量以所涂覆的锂-氧化石墨烯复合粉末计，为12mg/cm2。
实施例7：
将商业化石墨、商业化碳纳米管、石墨烯、无定形碳、活性炭，按照质量比为50:5:30:10:5的比例，混料后置于高能球磨罐中机械球磨(转速300r/min，时间1.5h)，球磨完成取出待用。
在高纯氩气氛围下，按照金属锂质量含量为80％比例，将电池级纯度的锂金属和上述含碳预混料混合，一起置于高温搅拌仪中，待温度加热至360℃使金属锂熔化后，控制恒温，在不锈钢搅拌器的机械搅拌作用下，转速100r/min，时间50min。完成恒温搅拌后，调节搅拌速度至5r/min慢速搅拌。
将锂镧锆氧薄片陶瓷片加热到220℃，待其温度达到220℃后，将上述搅拌后的混合物均匀涂覆在陶瓷片材上，降温到室温。
陶瓷片上的涂覆量以所涂覆的锂复合粉末计，为4mg/cm2。
实施例8：
一种用于固态电池的锂基负极材料，包括以下组分及重量份含量：锂20份、共混剂80份。
其中，共混剂为碳基共混剂，包括石墨及硬碳。
该锂基负极材料的制备方法为：将锂与共混剂混合后，加热至300℃，恒温搅拌30min后即得到锂基负极材料。固态电解质为氧化物电解质。
该锂基负极材料用于全固态电池中，与固态电解质复合在一起。锂基负极材料与固态电解质复合的方法为：在温度180℃下，将锂基负极材料均匀涂覆在固态电解质上。每1cm2固态电解质上涂覆30mg锂基负极材料。
实施例9：
一种用于固态电池的锂基负极材料，包括以下组分及重量份含量：锂98份、共混剂2份。
其中，共混剂为软碳。
该锂基负极材料的制备方法为：将锂与共混剂混合后，加热至180℃，恒温搅拌40min后即得到锂基负极材料。固态电解质为氧化物电解质。
该锂基负极材料用于全固态电池中，与固态电解质复合在一起。锂基负极材料与固态电解质复合的方法为：在温度300℃下，将锂基负极材料均匀涂覆在固态电解质上。每1cm2固态电解质上涂覆0.3mg锂基负极材料。
实施例10：
一种用于固态电池的锂基负极材料，包括以下组分及重量份含量：锂40份、共混剂60份。
其中，共混剂为碳基共混剂，包括碳纳米管、石墨烯及氧化石墨烯。
该锂基负极材料的制备方法为：将锂与共混剂混合后，加热至400℃，恒温搅拌2min后即得到锂基负极材料。固态电解质为氧化物电解质。
该锂基负极材料用于全固态电池中，与固态电解质复合在一起。锂基负极材料与固态电解质复合的方法为：在温度250℃下，将锂基负极材料均匀涂覆在固态电解质上。每1cm2固态电解质上涂覆10mg锂基负极材料。
实施例11：
一种用于固态电池的锂基负极材料，包括以下组分及重量份含量：锂70份、共混剂30份。
其中，共混剂为氧化石墨烯。
该锂基负极材料的制备方法为：将锂与共混剂混合后，加热至200℃，恒温搅拌60min后即得到锂基负极材料。固态电解质为硫化物电解质。
锂基负极材料与固态电解质复合的方法包括以下步骤：
1)将锂基负极材料冷却至室温后压成薄片，之后将薄片转移到金属集流体上，得到复合电极；
2)将复合电极与固态电解质叠片装配在一起。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于固态电池的锂基负极材料的应用，其特征在于，所述的锂基负极材料包括以下组分及重量份含量：锂20-98份、共混剂2-80份；
所述的共混剂为碳基共混剂，所述的共混剂为石墨、硬碳或软碳；
所述的锂基负极材料由锂与共混剂采用热熔复合的方法制备而成；所述的锂基负极材料的制备方法为：将锂与共混剂混合后，加热至180-400℃，恒温搅拌2-60min后即得到所述的锂基负极材料，该锂基负极材料中，无论是在表面还是在截面上，锂化后的共混剂均在锂中均匀分散；
所述的锂基负极材料用于全固态电池中，与固态电解质复合在一起；
所述的锂基负极材料与固态电解质复合的方法为：在温度180-300℃下，将锂基负极材料均匀涂覆在固态电解质上。
2.根据权利要求1所述的一种用于固态电池的锂基负极材料的应用，其特征在于，每1cm2固态电解质上涂覆0.3-30mg锂基负极材料。
3.根据权利要求1所述的一种用于固态电池的锂基负极材料的应用，其特征在于，所述的固态电解质为氧化物电解质或硫化物电解质。
CN201910020636.5A 2019-01-09 2019-01-09 一种用于固态电池的锂基负极材料及其制备方法与应用 Active CN109841811B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910020636.5A CN109841811B (zh) 2019-01-09 2019-01-09 一种用于固态电池的锂基负极材料及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910020636.5A CN109841811B (zh) 2019-01-09 2019-01-09 一种用于固态电池的锂基负极材料及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109841811A CN109841811A (zh) 2019-06-04
CN109841811B true CN109841811B (zh) 2021-11-09

Family

ID=66883730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910020636.5A Active CN109841811B (zh) 2019-01-09 2019-01-09 一种用于固态电池的锂基负极材料及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109841811B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112921318B (zh) * 2019-12-06 2022-05-03 北京航空航天大学 超薄金属材料及其制备方法
CN111129573B (zh) * 2019-12-28 2021-11-02 横店集团东磁股份有限公司 一种全固态锂金属电池的热处理方法
CN111370627B (zh) * 2020-03-27 2022-09-23 中国人民解放军军事科学院防化研究院 一种金属锂电极与无机固体电解质陶瓷隔膜直接复合方法
CN112072167A (zh) * 2020-09-10 2020-12-11 五邑大学 一种金属锂和碳纳米管复合用于无机固态锂金属电池的方法
CN112490445B (zh) * 2020-11-05 2022-07-19 北京科技大学 改善固态电池界面的改性锂复合负极材料制备与应用方法
CN113258048A (zh) * 2021-04-29 2021-08-13 南京工业大学 一种熔融态锂电池负极材料、制备方法以及全固态锂电池
CN113690408A (zh) * 2021-08-24 2021-11-23 燕山大学 复合金属锂电极和固态电解质间界面的制备方法
CN114284473A (zh) * 2021-12-22 2022-04-05 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种锂-碳基复合负极制备方法及固态电池

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105374991B (zh) * 2014-08-13 2019-10-18 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 金属锂-骨架碳复合材料及其制备方法、负极和二次电池
CN106711456B (zh) * 2015-11-12 2019-12-06 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 钝化的金属锂-碳骨架复合材料、其制备方法与应用
CN107221709A (zh) * 2017-06-09 2017-09-29 清华大学 一种柔性快充的锂金属电池制备方法
CN207909974U (zh) * 2017-12-19 2018-09-25 成都亦道科技合伙企业（有限合伙） 一种固态锂电池复合负极
CN108923036A (zh) * 2018-07-17 2018-11-30 浙江大学山东工业技术研究院 碳-锂复合粉末及其制备方法、锂金属二次电池电极的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109841811A (zh) 2019-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109841811B (zh) 一种用于固态电池的锂基负极材料及其制备方法与应用
CN110233298B (zh) 一种新型全固态锂离子电池的制备方法
CN109193026A (zh) 一种硫银锗矿型硫化物固态电解质的制备方法
CN111162309B (zh) 一种固态电解质-正极复合材料及其制备和应用方法
CN106159318A (zh) 石榴石型固体电解质支撑的新型片式固态二次锂电池及其制备方法
CN110336073A (zh) 一种固态电解质及其制备方法、固态电池和电子设备
CN1754275A (zh) 高能量和高功率密度电化学电池
CN113871588B (zh) 一种锂电池核壳正极材料、含锂电池核壳正极材料的锂电池及其制备方法
CN111244409A (zh) 一种固态电解质-正极复合材料及其制备和应用
CN112490445B (zh) 改善固态电池界面的改性锂复合负极材料制备与应用方法
CN107017387A (zh) 一种用于固态锂离子电池的复合正极材料及其制备方法
CN115360320B (zh) 一种低界面电阻高锂金属稳定性全固态电池及其制备方法
CN112928381A (zh) 锂离子电池的补锂电极片、补锂隔膜及其制备方法
CN108365259B (zh) 一种锂离子固体电解质及其制备方法与应用
CN102104149A (zh) 一种锂离子电池中的磷酸铁锂复合正极材料及其制备方法
CN113921755B (zh) 一种用于固态锂电池的复合固态正极及其制备方法
He et al. Synthesis and interface modification of oxide solid-state electrolyte-based all-solid-state lithium-ion batteries: Advances and perspectives
CN112421049A (zh) 一种球磨制备锂电池硅碳负极材料的方法、硅碳负极材料
CN114512718B (zh) 一种复合固态电解质及其制备方法和高性能全固态电池
CN113285117B (zh) 一种复合固态电解质及包括该复合固态电解质的锂离子电池
CN113594444B (zh) 一种具有混合晶相的硅氧负极材料及其制备方法和应用
CN101527370A (zh) 一种动力锂离子电池
Zhang et al. A lithium–tin fluoride anode enabled by ionic/electronic conductive paths for garnet-based solid-state lithium metal batteries
CN117542986A (zh) 固态锂硫电池、固态电解质高兼容的锂基复合材料及其制备方法
CN105118964A (zh) 一种锡粉掺杂钛酸锂锂离子电池的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant