[發明專利]一種鋰金屬負極電池結構及其制備方法在審
| 申請號： | 201711371041.1 | 申請日： | 2017-12-19 |
| 公開（公告）號： | CN109935909A | 公開（公告）日： | 2019-06-25 |
| 發明（設計）人： | 張曉琨 | 申請（專利權）人： | 成都亦道科技合伙企業（有限合伙） |
| 主分類號： | H01M10/058 | 分類號： | H01M10/058;H01M10/0565;H01M4/134 |
| 代理公司： | 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265 | 代理人： | 黎照西 |
| 地址： | 610213 四川省成都市天府新區天府大道*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 聚合物固態電解質 負極 負極結構 修飾層 鋰金屬負極 電池結構 鋰電池 制備 聚合物電解質材料 電化學穩定 電解質薄膜 高楊氏模量 離子電導率 鋰電池結構 活性材料 界面接觸 界面阻抗 使用壽命 正極結構 電荷 鋰金屬 鋰枝晶 電極 減小 | ||
1.一種鋰金屬負極電池結構，其特征在于：包括正極結構、負極結構和設置在兩者之間的聚合物固態電解質層，所述正極結構包括MxOy型過渡金屬氧化物活性材料；所述聚合物固態電解質層包括聚合物固態電解質材料；所述負極結構包括鋰金屬活性材料，所述負極結構面向聚合物固態電解質層的一側形成有負極修飾層，所述負極修飾層包括具有離子傳導性能的石榴石型、反鈣鈦礦型、Li3PO4等鋰化合物。
2.如權利要求1所述的鋰金屬負極電池結構，其特征在于：所述負極修飾層包括石榴石型的Li7+yLa3Zr2-x-yMxAyO12(0≤x＜2,0≤y≤2和0≤x+y≤2，A＝Al、Ga、In、Sc、Y，M＝Ge、Zr、Hf等)、反鈣鈦礦型的Li3OX(X＝Cl、F、Br、I等)、Li2OHX(X＝Cl、F、Br、I等)、Li3PO4等鋰化合物。
3.如權利要求2所述的鋰金屬負極電池結構，其特征在于：負極修飾層包括至少一種所述鋰化合物。
4.如權利要求1所述的鋰金屬負極電池結構，其特征在于：所述負極修飾層的厚度為10-200nm。
5.如權利要求1所述的鋰金屬負極電池結構，其特征在于：所述聚合物固態電解質層包括的聚合物固態電解質材料為有機聚合物電解質材料聚氧化乙烯(PEO)、聚偏氟乙烯(PVDF)中的任一種或非碳原子共價鍵形成的無機聚合物固態電解質材料Li2B12FxH12-x、反鈣鈦礦無機聚合物Li3OX(X＝Cl、F、Br、I等)、N摻雜的S基無機聚合物(LiSxNy)、及Li3Se(BH4)、Li3Se(AlH4)、Li3Se(BF4)等無機聚合物中的任一種。
6.一種鋰金屬負極電池結構的制備方法，其特征在于：制備方法包括物理氣相沉積法、化學氣相沉積法、3D打印法、狹縫涂布法、刮刀涂布法或者微凹版涂布法。
7.如權利要求6所述的鋰金屬負極電池結構的制備方法，其特征在于：制備方法具體步驟如下：
正極結構的制備；
在正極結構上形成聚合物固態電解質層；
在聚合物固態電解質層之上形成負極修飾層；
在負極修飾層之上形成負極薄膜層；
在負極薄膜層之上形成負極集流體得到電池結構。
8.如權利要求7所述的鋰金屬負極電池結構的制備方法，其特征在于：在正極結構上形成聚合物固態電解質層的具體方法為通過刮刀涂布的方式在正極結構之上涂覆一層聚合物固態電解質漿料，然后通過烘烤實現原位縮聚反應，形成聚合物固態電解質層。
9.如權利要求7所述的鋰金屬負極電池結構的制備方法，其特征在于：在聚合物固態電解質層之上形成負極修飾層的方法具體為磁控濺射法，磁控濺射法為物理氣相沉積法中的一種，具體步驟如下：
提供一形成有聚合物固態電解質層的正極結構作為底襯；
負極修飾層靶材的安裝；
背底真空氣壓抽到低于5.0×10-4Pa；
加熱底襯溫度：25-300℃。
調節氣壓為0.5-1.5Pa，濺射功率為：60-120W，濺射時間為：10-60min，通入氬氣進行濺射。
10.如權利要求9所述的鋰金屬負極電池結構的制備方法，其特征在于：氣壓優選為0.2Pa，濺射氣氛為氬氣，濺射功率優選為70W，得到形成在聚合物固態電解質層之上的負極修飾層的厚度為：60nm。
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于成都亦道科技合伙企業（有限合伙），未經成都亦道科技合伙企業（有限合伙）許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201711371041.1/1.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
