[發明專利]二次電池負極、其制備方法和二次電池

在審

• 申請號: 201710656651.X
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN109390548A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 郇慶娜;陳強;牟瀚波;賈振勇
• 申請（專利權）人: 天津中能鋰業有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/58;H01M4/66
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 賀衛國

提供了一種二次電池負極、其制備方法和包括該負極的二次電池。二次電池負極由集流體和位于集流體單面或雙面的鋰膜和/或鋰復合材料膜組成，鋰膜或鋰復合材料膜的厚度范圍為大于等于1微米至小于40微米。制備二次電池負極的方法包括：通過真空鍍膜，在集流體的單面或雙面上形成鋰膜和/或鋰復合材料膜。可以針對不同的電池體系鍍不同的膜厚度，使金屬鋰或鋰復合材料的容量得到充分發揮。

技術領域

本發明涉及二次電池的領域，尤其涉及一種新型的、制備工藝簡單的二次電池負極及使用該負極的二次電池。

背景技術

近年來，隨著智能手機、平板電腦、電動汽車等電器產品對高能量化學電源的需

求，以及石油煤炭資源的不可再生及燃燒化石資源對環境的污染，高能量密度的二次電池成為研究的熱點。目前以石墨為負極，磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、三元材料等為正極的二次電池的比能量發展空間有限，幾乎達到極限值。鋰二次電池中，金屬鋰具有最負的電極電位(-3.045V)和最高的比容量(3860mAh/g)，能滿足電極材料高能量密度的要求，國內外很多科研院所和公司轉向以鋰為負極的二次電池的研發及應用，例如鋰硫電池比能量目前已達到400wh/kg，是目前商用的鋰離子二次電池體系比能量的2倍，應用前景不可估量。在以鋰為負極的二次電池中，目前制備電池負極采用的工藝是先制備得到超薄鋰帶，再通過特殊工藝將超薄鋰帶和集流體復合到一起，工藝路線復雜；超薄鋰帶目前商用能買到的最薄厚度是50微米，對于以鋰為負極的二次電池，50微米的厚度還是稍厚一些。目前仍需要更輕薄化且鋰膜厚度均勻的鋰負極。

發明內容

本發明旨在提供一種更輕薄且鋰膜厚度均勻的二次電池負極，一種工藝路線簡單的制備該負極的方法，以及包含該負極的二次電池。

本發明的上述目的可以通過以下技術方案實現。

根據本發明的一個方面，提供一種二次電池負極，其特征在于，所述負極由集流體和位于集流體單面或雙面的鋰膜和/或鋰復合材料膜組成，鋰膜或鋰復合材料膜的厚度范圍為大于等于1微米至小于40微米。

根據本發明的另一個方面，提供一種制備上述二次電池負極的方法，其特征在于，所述方法包括：通過真空鍍膜，在集流體的單面或雙面上形成鋰膜和/或鋰復合材料膜。

根據本發明的再一個方面，提供一種二次電池，其特征在于，所述的二次電池包括上述負極，優選所述的二次電池為鋰硫電池、鋰空氣電池或鋰全固態電池。

本發明可以具有以下技術效果中的至少一種：

(1)負極鋰膜或鋰復合材料膜厚度小且均勻，實現了鋰負極的輕薄化；

(2)制備負極的工藝路線簡單，有利于大規模的生產和應用；

(3)可以根據不同的電池體系鍍不同厚度的均勻的鋰膜或鋰復合材料膜，使金屬鋰或鋰復合材料的容量得到充分發揮。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據本發明的一個實施方案的成卷負極的正視圖。

圖2為圖1的成卷補鋰負極沿A-A線的剖面圖。

圖3是根據本發明的一個實施方案的疊片式二次電池的結構示意圖，圖中1是正極材料層；1’是正極集流體；2是鋰膜或鋰復合材料膜；2’是負極集流體；3是隔膜；4是正極極耳；5是負極極耳。

圖4為根據本發明的一個實施方案的卷繞式二次電池的結構示意圖，圖中6是由正極材料層與正極集流體組成的正極；7是由鋰膜或鋰復合材料膜與負極集流體組成的負極；3是隔膜。