CN207368084U - 复合锂金属负极片 - Google Patents
复合锂金属负极片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207368084U CN207368084U CN201721210782.7U CN201721210782U CN207368084U CN 207368084 U CN207368084 U CN 207368084U CN 201721210782 U CN201721210782 U CN 201721210782U CN 207368084 U CN207368084 U CN 207368084U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium
- lithium metal
- ode
- compound
- protective layer
- 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
Links
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
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种复合锂金属负极片，其特征是：包括采用锂金属丝编制成设有间隙的锂金属网构成复合锂片主体结构，锂片主体结构的外表面包覆有保护层，并通过原位压制构成无穿透孔的复合锂金属负极支撑结构。有益效果：本实用新型采用原位的压制方法，使用锂金属丝编制成锂金属网，在锂丝表面包覆上保护层后，形成复合锂金属网，再将复合锂金属网通过碾压形成复合锂金属负极，应用于基于锂金属为负极的电池体系，锂负极的保护层可导通锂离子，在充放电过程中，锂金属保护层作为支撑结构，降低了锂金属的界面阻抗，同时防止锂金属粉化和避免锂枝晶的产生。进而改善基于锂金属负极的电池结构形变。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种复合锂金属负极片。
背景技术
消费电子领域、储能领域和新能源汽车领域对锂离子电池的能量密度提出了越来越高的要求，具有高能量密度兼具良好安全性能的锂离子电池的需求及其迫切。
目前，金属锂被业内认为是高能量密度电池的最终解决方案，为满足高能量密度动力电池安全性的要求，高能量密度锂离子电池被业界广泛看好，金属锂的理论比容量为3860mAh/g，锂金属作为锂离子电池的负极具有天然的优势。
循环过程中，金属锂负极溶解、生长，造成本体体积改变，容易造成锂金属粉化或产生锂枝晶，进而影响库伦效率和循环性能。另外，由于金属锂具有很高的活性，在传统液态电解液中很难形成稳定的固体电解质界面膜(SEI膜)，从而造成金属锂负极的循环效率降低。而在固态电池中，活性物质与固态电解质的界面接触较差，且在工作过程中，容易遭到破坏，所以低界面锂离子传输阻抗的复合锂金属负极是全固态电池的一个关键的研究方向。
因此，目前迫切需要开发出一种技术，其具有独立支撑的网络结构，防止负极锂金属粉化，维持工作过程中的结构稳定性，防止形变，同时可以有效改善锂金属负极使用效率，避免锂枝晶的产生，同时，在全固态电池的应用中，可以降低界面锂离子传输阻抗。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种复合锂金属负极片，应用于液态锂离子电池中，可以改善锂金属负极使用效率，防止负极锂金属粉化，避免锂枝晶的产生；另外，应用于全固态电池中，除上述优点外，还可降低界面锂离子传输阻抗。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现一种复合锂金属负极片，其特征是：包括采用锂金属丝编制成设有间隙的锂金属网构成复合锂片主体结构，锂片主体结构的外表面包覆有保护层，并通过原位压制构成无孔的复合锂金属负极支撑结构。
所述复合锂金属负极片主体结构的厚度为10-4000微米。
所述锂金属丝直径为10微米‐2000微米。
所述锂金属网的编织结构为二维结构或三维结构。
所述锂金属网的编织结构为经纬网络结构、菱形网络结构或赫格利斯结构的二维结构，或三维四向结构、三维五向结构的三维结构。
所述保护层的材料采用Li3N型、LiPON或LiNbO3的一种或两种以上的组合，保护层材料的剪切模量大于锂金属的剪切模量；保护层厚度为10纳米-100微米。
有益效果：与现有技术相比，本发明采用原位的压制方法，首先使用锂金属丝编制成锂金属网，在锂丝表面包覆上保护层后，形成复合锂金属网，再将复合锂金属网通过碾压形成复合锂金属负极，应用于基于锂金属为负极的电池体系，锂负极的保护层可导通锂离子，在充放电过程中，锂金属保护层作为支撑结构，降低了锂金属的界面阻抗，同时防止锂金属粉化和避免锂枝晶的产生。进而改善基于锂金属负极的电池结构形变。另外，原位的制备方法，简化了复合锂金属箔的制作流程，规避了过程失效风险，有助于复合锂金属负极的大规模生产和应用。
附图说明
图1是复合锂金属负极片的结构示意图；
图2是锂丝编织形状呈菱形结构的锂网结构示意图。
图中：1、锂金属网，2、锂金属丝，3、间隙，4、复合锂金属负极，5、非穿透孔，6保护层。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下：详见附图，本实施例提供了一种复合锂金属负极片，包括采用锂金属丝2编制成设有间隙3的锂金属网1构成复合锂片主体结构，复合锂金属结构，为防止负极片粉化引起结构坍塌，锂片主体结构的外表面包覆有保护层6，并通过原位压制构成非穿透孔5的复合锂金属负极4支撑结构，在编织锂网表面包覆保护层，在锂电池充放电过程中，保护层作为锂金属负极支撑结构，同时兼具保护作用。所述复合锂金属负极的厚度为10-4000微米。所述锂金属丝直径为10微米‐2000微米。所述锂金属网的编织结构为二维结构或三维结构。所述锂金属网的编织结构为经纬网络结构、菱形网络结构或赫格利斯结构的二维结构，或三维四向结构、三维五向结构的三维结构。所述保护层的材料采用Li3N型、LiPON或LiNbO3的一种或两种以上的组合，保护层材料的剪切模量大于锂金属的剪切模量；保护层厚度为10纳米-100微米。锂网的保护层可导通锂离子，在充放电过程中，锂金属保护层作为支撑结构，降低了锂金属的界面阻抗，同时防止锂金属粉化和避免锂枝晶的产生。
编织锂网的单元锂丝为单根锂丝或两根及两根以上锂丝的组合
复合锂金属负极片的制备方法，
(1)首先选取直径为200微米的锂丝，以两根锂丝为编织单元，调整锂丝间距为30微米，将所选锂丝编织为经纬网络结构锂金属网；
(2)在锂金属网的外表面采用磁控溅射的方法，以Li3PO4为靶材，在N2氛围中对锂网进行LiPON包覆；形成复合锂金属负极片主体结构的支撑结构；保护层厚度为2微米。
(3)将上述制备的锂网压制为复合锂片，该复合锂片厚度为100微米。
上述参照实施例对该一种复合锂金属负极片进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种复合锂金属负极片，其特征是：包括采用锂金属丝编制成设有间隙的锂金属网构成复合锂片主体结构，锂片主体结构的外表面包覆有保护层，并通过原位压制构成非穿透孔的复合锂金属负极支撑结构。
2.根据权利要求1所述的复合锂金属负极片，其特征是：所述复合锂金属负极片主体结构的厚度为10-4000微米。
3.根据权利要求1所述的复合锂金属负极片，其特征是：所述锂金属丝直径为10微米-2000微米。
4.根据权利要求1所述的复合锂金属负极片，其特征是：所述锂金属网的编织结构为二维结构或三维结构。
5.根据权利要求1或4所述的复合锂金属负极片，其特征是：所述锂金属网的编织结构为经纬网络结构、菱形网络结构或赫格利斯结构的二维结构，或三维四向结构、三维五向结构的三维结构。
6.根据权利要求1所述的复合锂金属负极片，其特征是：所述保护层材料的剪切模量大于锂金属的剪切模量；保护层厚度为10纳米-100微米。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721210782.7U CN207368084U (zh) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | 复合锂金属负极片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721210782.7U CN207368084U (zh) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | 复合锂金属负极片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207368084U true CN207368084U (zh) | 2018-05-15 |
Family
ID=62348838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721210782.7U Active CN207368084U (zh) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | 复合锂金属负极片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207368084U (zh) |
Cited By (3)
| 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 |
| CN113809285A (zh) * | 2020-06-12 | 2021-12-17 | 比亚迪股份有限公司 | 硅基复合负极材料及其制备方法、全固态锂电池 |
| CN113809330A (zh) * | 2020-06-12 | 2021-12-17 | 比亚迪股份有限公司 | 硅基复合负极材料及其制备方法、全固态锂电池 |
-
2017
- 2017-09-21 CN CN201721210782.7U patent/CN207368084U/zh active Active
Cited By (6)
| 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 |
| 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 |
| CN113809285A (zh) * | 2020-06-12 | 2021-12-17 | 比亚迪股份有限公司 | 硅基复合负极材料及其制备方法、全固态锂电池 |
| CN113809330A (zh) * | 2020-06-12 | 2021-12-17 | 比亚迪股份有限公司 | 硅基复合负极材料及其制备方法、全固态锂电池 |
| CN113809330B (zh) * | 2020-06-12 | 2023-08-08 | 比亚迪股份有限公司 | 硅基复合负极材料及其制备方法、全固态锂电池 |
| CN113809285B (zh) * | 2020-06-12 | 2023-08-08 | 比亚迪股份有限公司 | 硅基复合负极材料及其制备方法、全固态锂电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200127294A1 (en) | Three-dimensional current collector for metal secondary battery anode, its preparation and application | |
| CN104103809B (zh) | 一种锂离子电池合金负极用三层电极结构 | |
| CN108172761B (zh) | 一种用于锂二次电池的复合负极、及其制备和应用 | |
| CN109728291A (zh) | 一种高比能锂金属电池 | |
| CN107706350B (zh) | 三维锂阳极的电极结构及其相应的锂硫电池制备方法 | |
| CN103219491B (zh) | 一种硫化铜正极及其制备方法 | |
| CN207368084U (zh) | 复合锂金属负极片 | |
| CN106129455A (zh) | 锂硫电池 | |
| CN104269521B (zh) | 一种锂离子电池用碳/硅/块状石墨负极材料、制备方法及锂离子电池 | |
| CN203562482U (zh) | 一种网状集流体的锂离子电池 | |
| JPWO2014007188A1 (ja) | リチウムイオンキャパシタ | |
| CN204793030U (zh) | 混合正极极片及锂离子动力电池 | |
| CN103247779A (zh) | 一种电化学活性极片的制作方法 | |
| Islam et al. | Rechargeable metal-metal alkaline batteries: Recent advances, current issues and future research strategies | |
| CN107863488A (zh) | 复合锂金属负极片的制备方法及复合锂金属负极片 | |
| Xia et al. | Towards practical lithium metal batteries with composite scaffolded lithium metal: an overview | |
| CN107706355A (zh) | 多孔锂金属箔片的制备方法 | |
| CN207368125U (zh) | 基于复合锂金属负极的锂离子电池 | |
| CN103035925A (zh) | 一种锂离子动力电池、锂离子动力电池集流体及负极极片 | |
| CN114373982B (zh) | 一种基于液态醚类有机电解液的少负极二次钠电池及其制备方法 | |
| CN106450487B (zh) | 一种锂硫电池结构的原位制备方法 | |
| CN109980158A (zh) | 一种长循环锂二次电池 | |
| WO2016045622A1 (zh) | 电池、电池组和不间断电源 | |
| CN112490425A (zh) | 柔性复合锂金属电极及其制备和锂金属电池 | |
| CN207368085U (zh) | 多孔锂金属箔片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230301 Address after: 300457 No. 38, Haitai South Road, Binhai high tech Industrial Development Zone (outer ring), Binhai New Area, Tianjin Patentee after: TIANJIN LISHEN BATTERY JOINT-STOCK Co.,Ltd. Patentee after: Tianjin Juyuan New Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 300457 No. 38, Haitai South Road, Binhai high tech Industrial Development Zone (outer ring), Binhai New Area, Tianjin Patentee before: TIANJIN LISHEN BATTERY JOINT-STOCK Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |