CN114864944A - 一种具有多孔固态电解质层的金属锂带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用作电池负极的金属锂带及其制备方法，其中所述金属锂带具有在其至少一个表面上的多孔固态电解质层，并且所述多孔固态电解质层由质量比为5‑35:65～95的具有特定熔程的有机聚合物和特定无机盐形成。本发明的金属锂带不仅可以应用于全固态电解质电池体系，而且可以应用于液态或半固态电解液电池体系；并且在全固态电池体系下，所述多孔固态电解质层可直接作为固态电解质层，而且也可以作为金属锂带与固态电解质之间的过渡层；而在液态或半固态电解液电池体系下，所述多孔固态电解质层的孔结构可使锂离子流均匀化，起到抑制锂枝晶生长的作用。此外，由于多孔固态电解质层的存在，可有效减缓锂带与大气中的水分、氮气的反应。

Description

一种具有多孔固态电解质层的金属锂带及其制备方法
技术领域
本发明属于锂带加工领域，尤其涉及一种用作电池负极的具有多孔固态电解质层的金属锂带及其制备方法。
背景技术
金属锂负极因具有较低的密度(0.534g/cm3)、最高的理论容量(3860mAh/g)和最低的电化学势(-3.04V，相对于标准氢电极)而一直是研究的热点，并且为制造高能量密度(＞300Wh/kg)的下一代二次电池提供了可能。然而，当作为负极用于电池体系时，在金属锂负极的循环过程中，由于金属锂表面锂离子的不均匀沉积，在金属锂负极表面会生成大量的锂枝晶。锂枝晶的存在不仅会消耗活性锂和电解液，导致电池容量降低，而且随着锂枝晶的生长，还会刺穿隔膜导致电池内部短路，发生安全事故。因此，要实现金属锂的大规模应用，仍需要解决金属锂的枝晶生长问题。此外，由于金属锂活性高，很容易被大气或者电解液中的物质氧化而受损。
目前，为了对金属锂带的表面进行保护，人们提出了采用固态电解质作为人工固态电解质层(SEI)，以期望得到防止枝晶刺穿，保护金属锂表面的效果。但在实际应用中，这样的人工固态电解质层仅存在少量缝隙而没有足够的孔隙或通孔，以致电池循环过程中在该缝隙中会造成大量金属锂的堆积，最终破坏导致固态电解质层，导致其物理失效；此外，这样的人工固态电解质层由于没有足够的孔隙或通孔而无法稳定地传导锂离子流，使得其也不能应用于液态电解质体系电池。
因此，本领域需要提供一种表面具有改进的保护层的金属锂带。
发明内容
为此，本发明的目的是提供一种具有多孔固态电解质层的金属锂带及其制备方法。
为实现以上发明目的，在一个方面，本发明提供了一种用作电池负极的金属锂带，其特征在于，所述金属锂带具有在其至少一个表面上的多孔固态电解质层，并且所述多孔固态电解质层由质量比为5-35:65～95的有机聚合物和无机盐形成，其中所述有机聚合物的熔点在120℃至300℃的范围内，并且所述无机盐是一种或多种化学式为LiaYbXc或LimMXn的多卤素锂金属盐与一种或多种选自由碳酸盐、草酸盐和铵盐中的热可分解无机盐的无机盐混合物，所述化学式中Li表示锂离子，Y表示非卤素阴离子，X表示卤素阴离子，M表示一种或多种非锂金属离子，a和m各自在1～16的范围内，b在1～8的范围内，并且c和n各自在2～10的范围内。
在优选实施方案中，所述有机聚合物是选自由聚乙二醇、聚乙烯醇、明胶、瓜儿豆胶、羧甲基纤维素和石蜡组成的组中的一种或多种。
在优选实施方案中，所述多卤素锂金属盐是选自Li9N2Cl3、Li3InCl6、LiAlF6、Li3YBr6、Li3YCl6和Li2.5Y0.5Zr0.5CL6中的一种或多种。
在优选实施方案中，所述多孔固态电解质层的平均孔径为1nm至10μm。
在优选实施方案中，所述多孔固态电解质层的厚度为1μm至50μm。
在优选实施方案中，所述金属锂带的厚度为1μm至1000μm。
在优选实施方案中，所述多卤素锂金属盐在所述无机盐混合物中的质量分数为45％至95％。
在优选实施方案中，所述金属锂带由纯锂金属形成，或者是由包含选自Ag、Al、Au、Ba、Be、Bi、B、C、Ca、Cd、Co、Cr、Cs、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、K、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nb、Ni、Pt、Pu、Rb、Rh、S、Se、Si、Sn、Sr、Ta、Te、Ti、V、Y、Zn、Zr、Pb、Pd、Sb和Cu中的一种或多种的锂合金形成。
在另一个方面，本发明提供了一种制备上述金属锂带的方法，所述方法包括：将有机聚合物和无机盐以所需的质量比溶解在有机溶剂中以形成粘度在50mPa·s至10000mPa·s范围内的凝胶溶液；将所得到的凝胶溶液涂覆在金属锂带的至少一个表面上；和将经涂覆的金属锂带进行烘烤，从而得到具有多孔固态电解质层的金属锂带。
在优选实施方案中，所述凝胶溶液的质量固含量在6％至93％的范围内。
在优选实施方案中，所述凝胶溶液中的颗粒物的最大粒度小于10μm。
在优选实施方案中，所述有机溶剂包括酯类、脂族烃类、醚类、芳族烃类溶剂或其混合物；优选地所述有机溶剂是选自碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、正己烷、环己烷、四氢呋喃和对二甲苯组成的组中的一种或多种。
在优选实施方案中，所述烘烤的温度为35℃至105℃并且时间为1h至24h。
本发明的有利效果包括但不限于以下：
本发明通过在用作电池负极的金属锂带的至少一个表面上涂覆(例如喷涂或刮涂)由质量比为5-35:65～95的具有特定熔程(即120℃至300℃)的有机聚合物和特定无机盐混合物在有机溶剂中形成的凝胶溶液，然后经过烘烤，而在金属锂带上形成多孔固态电解质层。具有这样的多孔固态电解质层的金属锂带不仅可以应用于全固态电解质电池体系，而且可以应用于液态或半固态电解液电池体系，明显拓宽了应用范围。
而且，在全固态电池体系下，所述多孔固态电解质层不仅可直接作为固态电解质层，而且还可以作为金属锂带与固态电解质之间的过渡层，能够减缓锂枝晶的形成；而在液态或半固态电解液电池体系下，所述多孔固态电解质层的孔隙可使锂离子流均匀化，直接起到抑制锂枝晶生长的作用。
此外，由于多孔固态电解质层的存在，减小了表面在大气下的暴露，可有效减缓锂带与大气中的水分、氮气的反应，起到保护金属锂带免于受损的作用。
附图说明
图1示出了本发明具有多孔固态电解质层的金属锂带的示意图；
图2示出了本发明多孔固态电解质层的表面微观结构的扫描电镜(SEM)图；
图3示出了本发明具有多孔固态电解质层的金属锂带的截面扫描电镜(SEM)图；
图4示出了本发明多孔固态电解质层的局部微观形貌的扫描电镜(SEM)图；
图5示出了使用根据本发明实施例1和对比例1获得的金属锂带组装的电池的循环测试曲线。
具体实施方式
为了拓展以金属锂带作为电池负极的电池体系的应用范围，同时抑制金属锂带的锂枝晶生长并保护金属锂带免于与大气中的水分、氮气的反应，本发明人经过研究发现，通过在金属锂带的至少一个表面上涂覆(例如喷涂或刮涂)由具有特定熔程(即熔点或软化点范围为120℃至300℃)的有机聚合物和特定无机盐混合物以特定质量比在有机溶剂中形成的凝胶溶液，然后经过烘烤，从而在金属锂带上形成多孔固态电解质层，由此能够实现所需的目的。
本发明提供的用作电池负极的金属锂带具有覆盖其至少一个表面的多孔固态电解质层。
在本发明中，使用的金属锂带可以是本领域熟知的带状金属锂，例如这样的锂带可以为厚度在1μm至1000μm范围内的薄金属锂带。这样的金属锂带通常认为具有上下两个表面，而本发明所述的多孔固态电解质层可以在这些表面中的至少一个上形成，或者形成的多孔固态电解质层可以覆盖整个金属锂带的表面，并由此阻断金属锂带与外部环境的直接接触。这样的金属锂带可以由纯锂金属构成，也可以是由包含选自Ag、Al、Au、Ba、Be、Bi、B、C、Ca、Cd、Co、Cr、Cs、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、K、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nb、Ni、Pt、Pu、Rb、Rh、S、Se、Si、Sn、Sr、Ta、Te、Ti、V、Y、Zn、Zr、Pb、Pd、Sb和Cu中的一种或多种的锂合金构成。
在本发明中，覆盖金属锂带的至少一个表面的多孔固态电解质层由有机聚合物和无机盐形成。用于本发明的有机聚合物具有的熔程(即熔点或软化点范围)在120℃至300℃的范围内，并且用于本发明的无机盐是一种或多种化学式为LiaYbXc或LimMXn的多卤素锂金属盐与一种或多种选自由碳酸盐、草酸盐和铵盐中的热可分解无机盐的无机盐混合物，在上述化学式中Li表示锂离子，Y表示非卤素阴离子，X表示卤素阴离子，M表示一种或多种非锂金属离子，a和m各自在1～16的范围内，b在1～8的范围内，并且c和n各自在2～10的范围内。
本发明人出乎意料地发现，当将上述有机物和无机盐(混合物)以5-35:65～95的质量比在有机溶剂中形成的凝胶溶液涂覆(例如喷涂或刮涂)到金属锂带的一个或两个(或甚至整个)表面上后，经烘烤干燥后，能够形成所期望的多孔固态电解质层。不受任何理论束缚，据信，在以上述质量比混合形成的凝胶溶液经涂覆后，在烘烤或干燥过程中，有机聚合物连同多卤素锂金属盐在金属锂带表面上形成附着至金属锂带表面的稳定化层，由此能够避免金属锂带的表面由于暴露而与空气中的水、氮气等成分发生反应；同时，该稳定化层中含有的热可分解无机盐由于受热而发生分解并产生气体，这样的气体不仅带走部分热量(可防止温度过高而使有机聚合物熔化或软化)，而且还能够在该稳定化层中形成所需的多孔结构。本发明人已发现，当上述有机聚合物与无机盐(混合物)的质量比小于5:95时，由于有机聚合物过少而无机盐过多(导致由于产生的气体过多)，这样会导致不能形成所需的稳定化层，同时也无法实现对金属锂带表面的覆盖，从而不能实现上述所需的效果；反之，当该质量比大于35:65时，由于有机聚合物过多而无机盐过少，这样会由于产生的气体不足，从而无法形成所需的多孔固态电解质层。
在本发明中，可以使用的有机聚合物的实例包括但不限于聚乙二醇、聚乙烯醇、明胶、瓜儿豆胶、羧甲基纤维素、石蜡或其组合。
在本发明中，可以使用的热可分解无机盐可以是在烘烤过程中能够产生气体的任何碳酸盐、草酸盐和/或铵盐，其实例包括但不限于碳酸氢钠、碳酸锂、草酸锂、草酸钠、碳酸氢铵、草酸铵、氯化铵等。这样的热可分解无机盐在受热分解时产生气体，该气体能够在上述稳定化层中产生所需的气孔或孔隙。
在本发明中，如上所定义的，式LiaYbXc或LimMXn的多卤素锂金属盐是指至少含有锂阳离子(Li)且卤素阴离子(X)的(摩尔)数量(c或n)至少为2以上，同时还可以含有一种或多种非卤素阴离子(Y)或一种或多种非锂金属阳离子(M)的无机盐。这样要说明的是，当非卤素阴离子(Y)为多种时，这些非卤素阴离子(Y)的总(摩尔)数量满足上式中定义的b；同样地，当含有多种非锂金属阳离子(M)时，这些非锂金属阳离子(M)的总(摩尔)数量满足上式(可以各自为分数或小数且总和为1)。这样的可以用于本发明的多卤素锂金属盐的实例包括但不限于Li9N2Cl3、Li3InCl6、LiAlF6、Li3YBr6、Li3YCl6、Li2.5Y0.5Zr0.5CL6或其组合。本领域熟知的，这样的多卤素锂盐可以通过按照化学式配比混合两种或更多种盐后经球磨或烧结得到，例如，Li9N2Cl3可以通过按照化学式配比混合2摩尔的Li3N和3摩尔LiCl后球磨或烧结容易得到。
优选地，在所使用的无机盐混合物中，多卤素锂金属盐的质量分数为45％至95％。如上所提及的，在烘烤过程中，有机聚合物连同多卤素锂金属盐在金属锂带表面上形成附着至金属锂带表面的稳定化层。本发明人已发现，在上述形成稳定化层的过程中，多卤素锂金属盐能够起到使有机聚合物在金属锂带表面上形成的覆层稳定化的作用，而当多卤素锂金属盐在所使用的无机盐混合物中的质量分数处于上述45％至95％的范围时，不仅能够实现使有机聚合物在金属锂带表面上形成的覆层稳定化从而形成稳定化层的作用，而且可以使该表面稳定化层具有一定的导锂离子能力。而一种或多种选自由碳酸盐、草酸盐和铵盐中的热可分解无机盐的无机盐混合物受热后可分解合适地形成所需的孔隙，特别是能够形成如下所述的平均孔径为1nm至10μm的孔隙。
在本发明中，优选地，所形成的多孔固态电解质层的平均孔径为1nm至10μm。本发明人已发现，当多孔固态电解质层的平均孔径在这样的范围内时，多孔固态电解质层的孔隙不仅能够有效地作为金属锂带与固态电解质之间的过渡层，为金属锂沉积预留充足空间，而且这样的的孔隙还能够使锂离子流均匀化而进一步起到抑制锂枝晶产生和生长的作用；同时，当多孔固态电解质层的平均孔径在这样的范围内时，能够显著更有效地减缓锂带与大气中的水分、氮气的反应。
在本发明中，优选地，所形成的多孔固态电解质层的厚度可以为1μm至50μm。本发明人已发现，所形成的多孔固态电解质层的厚度可以通过调节所形成的凝胶溶液的固含量和粘度而获得，并且在这样的厚度范围下，所形成的多孔固态电解质层不仅能够充分实现上述所需效果，而且还能够确保具有这样的多孔固态电解质层的金属锂带的整体尺寸能够合适地用作电池负极。
优选地，本发明提供的上述金属锂带可以通过以下方法制备，该方法可以包括：首先，将有机聚合物和无机盐以所需的质量比(即5-35:65～95的质量比)溶解在合适的有机溶剂中，以形成凝胶溶液，其粘度优选在50mPa·s至10000mPa·s范围内；其次，将所得到的凝胶溶液涂覆例如通过喷涂或刮涂在金属锂带的至少一个表面上；最后，将经涂覆的金属锂带进行烘烤，从而得到具有多孔固态电解质层的金属锂带。
在本发明中，在将有机聚合物和无机盐(混合物)以上述质量比溶解在有机溶剂中时，形成了凝胶溶液或凝胶质(状)溶液，其粘度优选在50mPa·s至10000mPa·s范围内。进一步优选地，所形成的凝胶溶液的固含量(按质量计，即质量固含量)在6％至93％的范围内。本发明人已发现，在具有上述粘度和这样的固含量的情况下，所形成的凝胶溶液容易涂覆且易于烘干而形成稳定化层。
在本发明中，尽管凝胶溶液中通常不会出现颗粒物，但考虑到上述适用的组成配比，有时会出现无机盐无法完全溶解的情况，即形成过饱和溶液，在此情况下，优选所形成的凝胶溶液中的颗粒物或不容物的最大粒度小于10μm。这样的粒度可以在溶解后例如通过本领域熟知的研磨或微粉化手段得到。本发明人已发现，在确保这样的最大粒度的情况下，能够形成更加均匀孔隙的多孔固态电解质层。
本发明中，可以使用的有机溶剂的实例包括但不限于酯类、脂族烃类、醚类、芳族烃类溶剂或其混合物。优选地，使用的有机溶剂例如是碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、正己烷、环己烷、四氢呋喃、对二甲苯或其混合物。
在本发明中，烘烤例如可以在鼓风干燥箱或烘烤箱中进行，优选地，烘烤的温度为35℃至105℃，这样的烘烤温度能够确保形成稳定化层。通常，烘烤的时间可以为1h至24h。
本发明所提供的具有多孔固态电介质层的金属锂带可以用作一次或二次电池体系的金属锂负极。优选地，本发明可以应用的一次或二次电池体系是锂系一次电池、锂离子电池、半固态锂电池、全固态锂离子电池、液态锂离子电池、锂硫电池和锂氧电池等中的一种或多种。
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果更加清楚的理解，现结合以下附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
在通风橱中，使用聚乙二醇作为有机聚合物、碳酸氢钠作为热可分解无机盐并且Li9N2Cl3(按照化学式配比混合2摩尔Li3N和3摩尔LiCl后经球磨得到)作为多卤素锂金属盐，在烧杯中，将它们按照质量比为15:35:50的比例加入到四氢呋喃溶液中，由此制得固含量为30％的凝胶溶液，并且经NDJ-8S数显粘度计检测，该凝胶溶液的粘度为300mPa·s。
接下来，将上述所得的凝胶溶液使用喷枪均匀地喷涂在市售的厚度为20μm的金属锂带上。
最后，在鼓风干燥箱中，将经涂覆的金属锂带静置并烘干，其中的烘烤温度为45℃，烘烤时间为4小时，由此得到具有多孔固态电解质层的金属锂带。
图1示出了本发明具有多孔固态电解质层的金属锂带的示意图。该图1中适应性地示出了在下方的金属锂带和在上方的为多孔结构的固态电解质层。
图2示出了本发明多孔固态电解质层的表面微观结构的扫描电镜(SEM)图。从图2中可以看出，作为稳定化层形成的多孔固态电解质层为多孔结构，并且平均孔径小于500nm。同时，从该图2中还可以看出，所形成的多孔固态电解质层厚度均匀且紧密，使得可以更好地阻止或隔绝金属锂带与外界物质如空气或水分的直接接触，从而减少相应反应。
图3示出了本发明具有多孔固态电解质层的金属锂带的截面扫描电镜(SEM)图。从图3中可以看出，通过本发明获得的结构中，金属锂层与多孔固态电解质层紧密贴合或附着在一起，上方的固态电解质层为多孔结构，并且在固态电解质层内部有孔隙存在。
图4示出了本发明多孔固态电解质层的局部微观形貌的扫描电镜(SEM)图。从图4中可以看出，多孔固态电解质层表面和内部均有多孔的微结构。
实施例2
除了使用聚乙烯醇代替聚乙二醇外，其他步骤过程与实施例1相同，得到具有多孔固态电解质层的金属锂带。经过检测，其微观形貌和孔隙结构与实施例1基本相同。
实施例3
除了使用瓜儿豆胶代替聚乙二醇外，其他步骤过程与实施例1相同，得到具有多孔固态电解质层的金属锂带。经过检测，其微观形貌和孔隙结构与实施例1基本相同。
实施例4
除了使用氯化铵代替碳酸氢钠外，其他步骤过程与实施例1相同，得到具有多孔固态电解质层的金属锂带。经过检测，其微观形貌和孔隙结构与实施例1基本相同。
实施例5
除了使用Li3YBr6代替Li9N2Cl3外，其他步骤过程与实施例1相同，得到具有多孔固态电解质层的金属锂带。经过检测，其微观形貌和孔隙结构与实施例1基本相同。
实施例6
除了使用Li2.5Y0.5Zr0.5CL6代替Li9N2Cl3外，其他步骤过程与实施例1相同，得到具有多孔固态电解质层的金属锂带。经过检测，其微观形貌和孔隙结构与实施例1基本相同。
实施例7
除了将三者混合的质量比改变为30:20:50的比例外，其他步骤过程与实施例1相同，得到具有多孔固态电解质层的金属锂带。经过检测，其微观形貌和孔隙结构与实施例1基本相同。
实施例8
除了将混合的质量比改变为25:15:60的比例外，其他步骤过程与实施例1相同，得到具有多孔固态电解质层的金属锂带。经过检测，其微观形貌和孔隙结构与实施例1基本相同。
对比例1
直接使用市售的厚度为20μm的金属锂带，而没有在其表面上形成本发明所述的多孔固态电解质层。
应用例1
使用实施例1的具有多孔固态电解质层的金属锂带和对比例1的金属锂带作为工作电极来组装扣式金属锂电池。该电池使用金属锂片作为对电极、使用碳酸酯类电解液和聚丙烯隔膜，其中碳酸酯类电解液为溶质为1mol/L的LiPF6且溶剂为碳酸乙烯酯(EC)和碳酸甲乙酯(EMC)(体积比为1:1)的电解液。
在组装电池后，进行循环性能测试。循环性能测试步骤：组装好的扣式电池搁置12小时，以1mA/cm2的恒电流对电池进行充电，时间为1小时，然后以1mA/cm2的恒电流对电池进行放电，时间为1小时，并记录循环过程中的时间与电压变化。循环测试结果如图5所示。
图5示出了使用根据本发明实施例1和对比例1获得的金属锂带组装的电池的循环测试曲线。从图5中可以看出，在电池循环的初始阶段，由于多孔固态电解质层的存在，实施例1电池的循环电压较高。随着循环的进行，没有多孔固态电解质层的金属锂带循环电压迅速增加，这是因为没有多孔固态电解质层保护的金属锂带表面形成大量的“死锂”，导致电极表面的阻抗增加。从循环150次至175次的局部放大图中也可看出，实施例1的电池循环电压较小，且随着循环的进行，循环电压缓慢增加，这说明多孔固态电解质层具有保护金属锂的作用，可延缓金属锂带表面微结构的变化，即抑制枝晶形成，减少“死锂”的存在。
应用例2～8
除了分别使用实施例2～8中制备的具有多孔固态电解质层的金属锂带作为工作电极来组装金属锂电池外，其他程序和过程与应用例1相同。经过测试，得到与上述使用实施例1中制备的具有多孔固态电解质层的金属锂带作为工作电极的金属锂电池相似的循环测试性能。
应理解的是，虽然结合了具体的实施方案和实施例详细描述了本发明的具有多孔固态电解质层的金属锂带及其制备方法，但是以上仅仅是例示性而非穷举性和限制性描述，本发明并不局限于所给出的实施方案和具体实施例。本领域的技术人员可以根据说明书的公开内容和教导，通过适当的操作即可完成对具有多孔固态电解质层的金属锂带的更改。
本发明的具体实施方式已经进行了详细的描述，但并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内对那些细节进行任何修改替换和改进，这些改变均应包含在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

Claims (10)

1.一种用作电池负极的金属锂带，其特征在于，所述金属锂带具有在其至少一个表面上的多孔固态电解质层，并且所述多孔固态电解质层由质量比为5-35:65～95的有机聚合物和无机盐形成，其中所述有机聚合物的熔点在120℃至300℃的范围内，并且所述无机盐是一种或多种化学式为LiaYbXc或LimMXn的多卤素锂金属盐与一种或多种选自由碳酸盐、草酸盐和铵盐中的热可分解无机盐的无机盐混合物，所述化学式中Li表示锂离子，Y表示非卤素阴离子，X表示卤素阴离子，M表示一种或多种非锂金属离子，a和m各自在1～16的范围内，b在1～8的范围内，并且c和n各自在2～10的范围内。
2.根据权利要求1所述的金属锂带，其特征在于，所述有机聚合物是选自由聚乙二醇、聚乙烯醇、明胶、瓜儿豆胶、羧甲基纤维素和石蜡组成的组中的一种或多种；所述多卤素锂金属盐是选自Li9N2Cl3、Li3InCl6、LiAlF6、Li3YBr6、Li3YCl6和Li2.5Y0.5Zr0.5CL6中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的金属锂带，其特征在于，所述多孔固态电解质层的平均孔径为1nm至10μm。
4.根据权利要求1所述的金属锂带，其特征在于，所述多孔固态电解质层的厚度为1μm至50μm；所述金属锂带的厚度为1μm至1000μm。
5.根据权利要求1所述的金属锂带，其特征在于，所述多卤素锂金属盐在所述无机盐混合物中的质量分数为45％至95％。
6.根据权利要求1所述的金属锂带，其特征在于，所述金属锂带由纯锂金属形成，或者是由包含选自Ag、Al、Au、Ba、Be、Bi、B、C、Ca、Cd、Co、Cr、Cs、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、K、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nb、Ni、Pt、Pu、Rb、Rh、S、Se、Si、Sn、Sr、Ta、Te、Ti、V、Y、Zn、Zr、Pb、Pd、Sb和Cu中的一种或多种的锂合金形成。
7.一种制备根据权利要求1-6中任一项所述的金属锂带的方法，所述方法包括：
将有机聚合物和无机盐以所需的质量比溶解在有机溶剂中以形成粘度在50mPa·s至10000mPa·s范围内的凝胶溶液；
将所得到的凝胶溶液涂覆在金属锂带的至少一个表面上；和
将经涂覆的金属锂带进行烘烤，从而得到具有多孔固态电解质层的金属锂带。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述凝胶溶液的质量固含量在6％至93％的范围内；所述凝胶溶液中的颗粒物的最大粒度小于10μm。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂包括酯类、脂族烃类、醚类、芳族烃类溶剂或其混合物；优选地所述有机溶剂是选自碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、正己烷、环己烷、四氢呋喃和对二甲苯组成的组中的一种或多种。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述烘烤的温度为35℃至105℃并且时间为1h至24h。
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