CN109888385A

CN109888385A - 一种锂金属二次电池用电解液及锂金属二次电池

Info

Publication number: CN109888385A
Application number: CN201910072313.0A
Authority: CN
Inventors: 黄令; 周晓辉; 孙世刚; 翟正浩; 吴伟泰
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2019-06-14
Anticipated expiration: 2039-01-25
Also published as: CN109888385B

Abstract

一种锂金属二次电池用电解液，包括有机溶剂、电解质盐及电解液添加剂，电解液添加剂包括组分A和组分B，组分A由第一单体和第二单体聚合得到，第一单体选自(甲基)丙烯酸2,2,2‑三氟乙酯、(甲基)丙烯酸六氟丁酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯和2‑(三氟甲基)丙烯酸中一种或者多种；第二单体选自(甲基)丙烯酸C₁‑C₆烷基酯、二甲基丙烯酸酯中一种或者多种；组分B选自氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和硝酸锂中的一种或多种。本发明还涉及一种锂金属二次电池，包括正极、负极、隔膜以及前述的锂金属二次电池用电解液。本发明电解液可以有效改善金属锂沉积形貌，诱导锂离子均匀沉积，抑制锂枝晶的产生，显著提升锂金属二次电池中金属锂的利用效率。

Description

一种锂金属二次电池用电解液及锂金属二次电池

技术领域

本发明涉及储能器件领域，且特别涉及一种锂金属二次电池用电解液及锂金属二次电池。

背景技术

锂金属由于具有超高的能量密度(3860mAh/g)、低的电极电势(-3.040V vs.SHE)以及较低的密度(0.53g/cm³)，一直被认为是构建高能量密度锂电池的理想负极。但是由于锂离子从电解液本体扩散、沉积到电极表面时的不均匀性而导致了锂枝晶的产生，反之锂枝晶的产生又进一步导致锂离子沉积的不均匀性，如此反复使金属锂电极表面固液电解质膜(SEI膜)不断生长、破裂、剥落，造成了电解液的不断消耗，锂金属利用效率偏低。

锂金属负极在碳酸酯类电解液中的性能尤其差，如果未加电解液添加剂和改变溶剂时，半电池库伦效率仅有60～80％。改善性能的一种方法是在锂负极表面涂覆固体聚合物层，为锂片制作一层“人工SEI膜”，该固体聚合物层有利于减少锂负极与有机电解液的直接接触，降低锂负极与电解液之间的不可逆化学反应的发生，然而该固体聚合物层会在很大程度上迟滞电子离子的迁移，，不能从根源上解决锂金属负极在液态电解液中的诸多问题。最近一些研究者通过加入电解液添加剂可使碳酸酯类电解液库伦效率提升到99.2％，但是依然不足以达到实际应用对金属锂利用效率的需求(99.8％)。从最近几年关于锂金属负极的许多文献中看，半电池锂金属负极的库伦效率普遍较低，但是在全电池中利用负极预沉积大量金属锂的方式，掩盖了金属锂利用率低的缺点。锂金属在醚类电解液中的库伦效率较高，1M LiTFSI/EC:EMC(体积比＝1:1)含1wt％LiNO₃添加剂电解液库伦效率有98％，循环性能也较好，但是其电压窗口较低，所以很多研究论文中都是在半电池用醚类电解液，全电池中碳酸酯类电解液，以此来得到虚高的电池性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂金属二次电池用电解液，此锂金属二次电池用电解液可形成稳定的SEI膜，诱导金属锂均匀沉积。

本发明的另一目的在于提供一种锂金属二次电池，具有超高的锂金属利用效率和较好的循环性能。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种锂金属二次电池用电解液，包括有机溶剂、电解质盐及电解液添加剂，所述电解液添加剂包括组分A和组分B，所述组分A由第一单体和第二单体聚合得到，其中：

所述第一单体选自(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸六氟丁酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯和2-(三氟甲基)丙烯酸中一种或者多种；

所述第二单体选自(甲基)丙烯酸C1-C6烷基酯、二甲基丙烯酸酯中一种或者多种；

所述组分B选自氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和硝酸锂中的一种或多种。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述组分A在所述锂金属二次电池用电解液中的浓度为0.1～10wt％，所述组分B在所述锂金属二次电池用电解液中的浓度为0.2～10wt％。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述电解质盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂和双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂中的一种或多种。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述有机溶剂为碳酸酯类溶剂。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述有机溶剂包括体积比为3:7-1:1的碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述有机溶剂还包括碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯中的一种或多种。

本发明提出一种锂金属二次电池，包括正极、负极、隔膜以及如上所述的锂金属二次电池用电解液，其中，所述负极包括三维碳纸集流体以及分散在所述三维碳纸集流体中的金属锂活性物质。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述三维碳纸集流体的厚度为0.01～0.5mm。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述所述金属锂活性物质的沉积容量为0.2～15.0mAh·cm^-2。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述正极选自磷酸铁锂、钴酸锂或三元正极材料。

本发明实施例的锂金属二次电池用电解液、锂金属二次电池的有益效果是：

(1)本发明提供的锂金属二次电池用电解液包括组分A和组分B，所述组分A为第一单体与第二单体得共聚物，所述组分A含大量的含氟基团，有助于在碳纸表面行成稳定的SEI膜，诱导金属锂均匀沉积，提高锂沉积层的平整度，抑制锂枝晶的产生。同时组分A的加入可降低金属锂与电解液的反应速度，提高金属锂的利用效率。

(2)本发明提供的锂金属二次电池利用电解液添加剂和三维碳纸集流体协同作用，有利于锂在三维碳纸集流体表面均匀沉积，在其表面形成稳定的SEI膜，大幅度提升锂金属电池的循环性能和锂金属的利用效率，并且三维框架结构可以有效缓冲锂金属在循环过程中的体积膨胀效应。二者协同作用可使性能达到可实际应用锂金属二次电池对锂金属利用效率的要求，超越了大量的文献报道，突破了锂金属二次电池的技术壁垒。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例3和对比例1的库伦效率图；

图2为本发明实施例1-4和对比例1-2库伦效率图；

图3为本发明实施例3和实施例4的库伦效率图；

图4为本发明对比例3和对比例4的库伦效率图；

图5为在1M LiPF₆/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)含2wt％PTE和5wt％FEC添加剂的电解液中以0.5mA·cm^-2电流密度沉积1mAh cm^-2锂金属在3DCP上时的锂金属沉积形貌(放大倍数：100X)；

图6为图5的放大示意图(放大倍数：500X)；

图7为在1M LiPF₆/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)含5wt％FEC添加剂的电解液中以0.5mA·cm^-2电流密度沉积1mAh·cm^-2锂金属在3DCP上时的锂金属沉积形貌(放大倍数：100X)；

图8为图7的放大示意图(放大倍数：1000X)；

图9为本发明实施例5全电池循环图；

图10为本发明实施例5的全电池充放电曲线图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。其中，锂片、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、六氟磷酸锂(LiPF₆)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)来源于苏州多多试剂有限公司；碳纸，上海河森公司；磷酸铁锂(LiFePO₄)，深圳BATTERY公司；铜箔，合肥科晶公司；第一单体和第二单体来自阿拉丁；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的锂金属二次电池用电解液及锂金属二次电池进行具体说明。

本发明提供了一种锂金属二次电池用电解液，包括有机溶剂、电解质盐及电解液添加剂，所述电解液添加剂包括组分A和组分B，所述组分A由第一单体和第二单体聚合得到，其中：

所述第二单体选自(甲基)丙烯酸C₁-C₆烷基酯、二甲基丙烯酸酯中一种或者多种；

所述组分B选自氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)和硝酸锂中的一种或多种。

优选的，组分B为氟代碳酸乙烯酯(FEC)，其作为电解液添加剂，有助于形成稳定的SEI膜，能阻止电解液与金属锂持续的副反应。

在本实施例中，所述组分A由第一单体和第二单体经自由基共聚得到，例如可以聚合得到聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)、聚丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸乙酯等。可以采用加热、紫外辐照等常规方式引发单体聚合，本发明不做具体限定。

在电解液的使用过程中，单一组分B对锂金属负极性能提升程度有限，组分A的添加可以增大电解液的浓度，从而在一定程度上放缓反应的速率，使得金属锂均匀沉积，提高锂沉积层的平整度，进一步提高金属锂的利用效率和循环性能。另一方面，含氟电解质有利于在基体表面形成稳定的SEI膜，组分A中引入的含氟单体有助于进一步增大电解液添加剂中的氟含量，增大所形成SEI膜的稳定性。

可选的，所述组分A在所述锂金属二次电池用电解液中的浓度为0.1～10wt％。当组分A的浓度低于0.1wt％时，电解质溶液中氟含量较低，所形成的SEI膜平整度差，电解液与金属锂反应速度过快，当组分A的浓度高于10wt％时，电解质浓度过大，组分A的聚合物链活动性较差，不利于电化学反应过程中电子离子的传输，降低了电池性能。优选的，当组分A的浓度为2wt％时，具有最优的电化学性能。所述组分B在所述锂金属二次电池用电解液中的浓度为0.2～10wt％。在该浓度范围内可以保证电解质溶液具有较高的氧化电位和电导率。优选的，当组分B在所述锂金属二次电池用电解液中的浓度为5wt％。可选的，所述电解质盐选自六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、高氯酸锂(LiClO₄)、六氟砷酸锂(LiAsF₆)和双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂中的一种或多种。其中，高氯酸锂(LiClO₄)由于高价态氯的存在，本身是一种强氧化剂，具有潜在的安全性问题；四氟硼酸锂(LiBF₄)的电导率相对较低；六氟砷酸锂(LiAsF₆)具有高电导率，但是As有毒，限制了其实际应用。可选的，电解质盐也可以是其他锂金属二次电池常用的电解质盐，例如可以是氯化锂(LiCl)、甲磺酸锂(LiCH₃SO₃)、三氟甲磺酸锂(LiCF₃SO₃)、六氟锑酸锂(LiSbF₆)、Li[BF₂(C₂O₄)]、Li[PF₂(C₂O₄)₂]、Li[N(CF₃SO₂)₂]、Li[C(CF₃SO₂)₃]及双草酸硼酸锂(LiBOB)中的一种或多种。优选的，电解质盐选用六氟磷酸锂(LiPF₆)，其具有较高的氧化电位和电导率，不与溶剂反应，且能够使集流体发生钝化起到很好的保护作用。

可选的，所述有机溶剂为碳酸酯类溶剂。碳酸酯类电解液的电压窗口较高并且价格便宜，是锂离子电池中最常用的电解液。

可选的，所述有机溶剂包括体积比为3:7-1:1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸甲乙酯(EMC)。其中，碳酸乙烯酯(EC)具有较高的介电常数，能够提供较高电导率；碳酸甲乙酯(EMC)具有低粘度、高沸点和稳定的电化学性质。

可选的，所述有机溶剂还包括碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯中的一种或多种。可选的，所述有机溶剂还包括环状碳酸酯(PC)等。PC具有较高的粘度和介电常数，而线型脂肪碳酸酯(DMC、DEC、EMC)的粘度和介电常数较低。当有机溶剂为环状碳酸酯与线型脂肪碳酸酯的混合物时，能够避免单一溶剂组分的弊端，混合溶剂具有更好的适用性。

本发明还提供了一种锂金属二次电池，包括正极、负极、隔膜以及前述的锂金属二次电池用电解液，其中，所述负极包括三维碳纸集流体(3DCP)以及分散在所述三维碳纸集流体中的金属锂活性物质。

与二维电极相比，三维电极能够更加有效地利用三维空间，能够扩大电解液与活性物质的接触面积、减小离子迁移距离，并且增强锂金属负极的机械强度。其中，三维碳纸集流体比表面积较大，可以降低局部电流密度，缓解锂枝晶的产生。碳和锂具有良好的亲和性，锂沉积在碳纸上成核过电势较低。碳纸结构稳定性好，可以有效缓解金属锂在循环过程中的体积膨胀效应，提高利用率。

可选的，通过电沉积将所述金属锂活性物质填充至所述三维碳纸集流体(3DCP)中，可选的，也可以采用原子层沉积、水热合成、磁控溅射或离子喷射等方法将活性金属锂分散在所述三维碳纸集流体中。

可选的，所述三维碳纸集流体的厚度为0.01～0.5mm。当三维碳纸集流体厚度过小时，其强度较低，容易脆裂，而当集流体厚度过大时，离子的迁移路径长，就会降低金属锂活性物质的利用效率，并且降低了电池的体积能量密度。

可选的，所述金属锂活性物质的沉积容量为0.2～15.0mAh·cm^-2。在该范围内，金属锂具有较大的离子迁移效率和利用效率。需要说明的是，本实施例所称的金属锂活性物质的乘积容量指的是以一定的电流密度I(mA·cm^-2)在3DCP上沉积金属锂，沉积时间为t，沉积容量Q＝I*t。

可选的，所述正极选自磷酸铁锂(LiFePO₄)、钴酸锂(LiCoO₂)或三元正极材料。优选的，所述正极为磷酸铁锂(LiFePO₄)，磷酸铁锂(LiFePO₄)材料热稳定性好、理论比容量高、原料来源广泛且对环境无污染。可选的，所述三元正极材料还可以是LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂,LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂,LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂或LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂等，本发明不作具体限定。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

半电池的组装：以锂片为负极，3DCP为正极，以1M LiPF₆/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)含0.5wt％的聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)以及5wt％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)为电解液，组装成2025扣式锂电池，隔膜采用Celgard2400。

实施例2

半电池的组装：以锂片为负极，3DCP为正极，以1M LiPF₆/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)含1wt％的聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)以及5wt％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)为电解液，组装成2025扣式锂电池，隔膜采用Celgard2400。

实施例3

半电池的组装：以锂片为负极，3DCP为正极，以1M LiPF₆/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)含2wt％的聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)以及5wt％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)为电解液，组装成2025扣式锂电池，隔膜采用Celgard2400。

实施例4

半电池的组装：以锂片为负极，3DCP为正极，以1M LiPF₆/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)含3wt％的聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)以及5wt％的5wt％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)为电解液，组装成2025扣式锂电池，隔膜采用Celgard2400。

实施例5

正极片制备：选取LiFePO₄作为正极材料，按正极活性材料:导电剂:粘结剂PVDF＝8∶1∶1的质量比例混合正极浆料，均匀涂覆在正极基流体铝箔上。干燥后用碾压机进行碾压，然后分切制成正极极片。最终制成含锂0.4mAh·cm^-2的正极极片。

Li@3DCP复合负极的制备：以锂片为负极，3DCP三维多孔电极为正极，1M LiPF₆/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)含2wt％的的聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)以及5wt％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)为电解液，在0.5mA·cm^-2的电流密度下沉积0.5mAh·cm^-2的金属锂于3DCP中，拆开电池并取出Li@3DCP复合电极备用。

全电池的组装：以含锂0.5mAh·cm^-2的Li@3DCP复合电极作为负极，含锂0.4mAh·cm^-2的LiFePO₄作为正极，以1M LiPF6/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)含2wt％的聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)以及5wt％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)为电解液，隔膜采用Celgard2400，组装成2025扣式锂电池。

对比例1

半电池的组装：以锂片为负极，3DCP为正极，以1M LiPF₆/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)含5wt％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)为电解液，组装成2025扣式锂电池，隔膜采用Celgard2400。

对比例2

半电池的组装：以锂片为负极，3DCP为正极，以1M LiPF₆/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)为电解液，组装成2025扣式锂电池，隔膜采用Celgard2400。

对比例3

半电池的组装：以锂片为负极，3DCP和Cu箔为正极，以1M LiPF₆/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)含5wt％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)以及1wt％的聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)为电解液，组装成2025扣式锂电池，隔膜采用Celgard2400。

对比例4

半电池的组装：以锂片为负极，3DCP和Cu箔为正极，以1M LiPF₆/EC:EMC:DMC＝1:1:1(体积比)含5wt％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)为电解液，组装成2025扣式锂电池，隔膜采用Celgard2400。

实验例1

对实施例1和对比例1所述半电池进行半电池库伦效率测试，充放电容量为1mAh·cm^-2，电流密度为0.5mA·cm^-2。

测试结果如图1所示，从图1可以看出，未添加电解液添加剂聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)的酯类电解液中半电池循环性能波动较大，而添加电解液添加剂聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)的半电池循环性能较好，说明聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)的引入可大幅提升半电池的循环性能。

实验例2

对实施例1-4和对比例1-2所述半电池进行半电池库伦效率测试，充放电容量为1mAh·cm^-2，电流密度为0.5mA·cm^-2。

测试结果如图2所示，从图2和图3可以看出，未添加电解液添加剂的电解液组装成的半电池循环性能最差，添加5wt％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)和2wt％的聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)的电解液添加剂的电解液组装成的半电池可以稳定循环400周，平均库伦效率为99.93％，性能最优，说明电解液添加剂聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)的加入可以明显改善半电池的性能，并且性能的提升程度与聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)加入量关系较大。

实验例3

对对比例3和对比例4所述半电池进行半电池库伦效率测试，测试结果如图4所示，可以得出，以Cu箔做基底的半电池平均库伦效率达到了96.5％，3DCP做基底性能明显优于Cu箔。表明电解液添加剂与3DCP电极之间有较好的协同效应，可以有效改善锂金属电池的循环性能和大幅度提升金属锂的利用效率。

实验例4

以0.5mA·cm^-2的电流密度沉积1mAh·cm^-2的金属锂到3DCP电极表面，将实施例3和对比例1中的沉积金属锂转移到扫描隧道显微镜中观看形貌(SEM,Hitachi S4800)，其扫描电镜图片如图5-8所示，通过对比可以看出，电解液添加剂聚丙烯酸2,2,2-三氟乙酯-二甲基丙烯酸酯(PTE)的加入可以诱导金属锂均匀沉积，提高锂沉积层的平整度。

实验例5

对实施例5进行循环性能测试，结果如图9所示，其充放电性能测试结果如图10所示，可以看出，充放电倍率为0.5C(1C＝170mAh·g^-1)，在负极超低载量下全电池仍然可以稳定循环100周。具有优异的循环性能。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种锂金属二次电池用电解液，包括有机溶剂、电解质盐及电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括组分A和组分B，所述组分A由第一单体和第二单体聚合得到，其中：

2.根据权利要求1所述的锂金属二次电池用电解液，其特征在于，所述组分A在所述锂金属二次电池用电解液中的浓度为0.1～10wt％，所述组分B在所述锂金属二次电池用电解液中的浓度为0.2～10wt％。

3.根据权利要求1所述的锂金属二次电池用电解液，其特征在于，所述电解质盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂和双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的锂金属二次电池用电解液，其特征在于，所述有机溶剂为碳酸酯类溶剂。

5.根据权利要求1所述的锂金属二次电池用电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括体积比为3:7-1:1的碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯。

6.根据权利要求5所述的锂金属二次电池用电解液，其特征在于，所述有机溶剂还包括碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯中的一种或多种。

7.一种锂金属二次电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜以及如权利要求1-6任一项所述的锂金属二次电池用电解液，其中，所述负极包括三维碳纸集流体以及分散在所述三维碳纸集流体中的金属锂活性物质。

8.根据权利要求7所述的锂金属二次电池，其特征在于，所述三维碳纸集流体的厚度为0.01～0.5mm。

9.根据权利要求7所述的锂金属二次电池，其特征在于，所述所述金属锂活性物质的沉积容量为0.2～15.0mAh·cm^-2。

10.根据权利要求7所述的锂金属二次电池，其特征在于，所述正极选自磷酸铁锂、钴酸锂或三元正极材料。