[發明專利]一種石墨負極結構組合及其制備方法、鋰電池電芯在審
| 申請號： | 201711371043.0 | 申請日： | 2017-12-19 |
| 公開（公告）號： | CN108365167A | 公開（公告）日： | 2018-08-03 |
| 發明（設計）人： | 張曉琨;宋世湃 | 申請（專利權）人： | 成都亦道科技合伙企業（有限合伙） |
| 主分類號： | H01M4/133 | 分類號： | H01M4/133;H01M4/1393;H01M4/04;H01M10/0525;H01M10/0562 |
| 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 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 石墨負極 表面修飾層 負極結構 負極集流體 結構組合 鋰離子 石墨 制備 離子傳導特性 大分子基團 結構穩定性 首次充放電 鋰電池電芯 表面修飾 充電循環 導電性能 活性材料 鋰化合物 比容量 人造的 鋰電池 嵌入 剝離 | ||
1.一種石墨負極結構組合，其特征在于：包括負極結構和形成在所述負極結構上的表面修飾層，所述負極結構包括負極集流體和形成在所述負極集流體上的石墨負極層，所述負極集流體、石墨負極層和表面修飾層疊加設置，所述石墨負極層包括石墨活性材料，所述表面修飾層包括具有離子傳導特性的鋰化合物。
2.如權利要求1所述的石墨負極結構組合，其特征在于：所述表面修飾層包括的具有離子傳導特性的鋰化合物為鹵化鋰(LiX，X＝F、Cl、Br、I)、氮化鋰(Li3N)、磷化鋰(Li3P)、Li2A(A＝O、S、Se等)、磷酸鋰(Li3PO4)、碳酸鋰(Li2CO3)、鋰磷氧氮固態電解質(LiPON)、鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)、石榴石型的Li7La3Zr2O12、或者Li7La3Zr2O12改性摻雜物中的任一種。
3.如權利要求1所述的石墨負極結構組合，其特征在于：所述表面修飾層的厚度為20-120nm。
4.一種鋰電池電芯，其特征在于包括如權利要求1-3中任一項所述的石墨負極結構組合。
5.如權利要求4所述的鋰電池電芯，其特征在于：還包括正極結構以及電解質，所述正極結構跟所述負極結構組合相對設置，所述電解質位于負極結構組合和正極結構之間，所述表面修飾層跟所述電解質接觸。
6.一種石墨負極結構組合的制備方法，其特征在于包括以下步驟：提供形成有石墨負極層的負極集流體，然后在石墨負極層上遠離負極集流體一側利用物理氣相沉積法形成所述表面修飾層，所述表面修飾層包括具有離子傳導特性的鋰化合物。
7.如權利要求6所述的石墨負極結構組合的制備方法，所述表面修飾層包括具有離子傳導特性的鋰化合物為鹵化鋰(LiX，X＝F、Cl、Br、I)、氮化鋰(Li3N)、磷化鋰(Li3P)、Li2A(A＝O、S、Se等)、磷酸鋰(Li3PO4)、碳酸鋰(Li2CO3)、鋰磷氧氮固態電解質(LiPON)、鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)、石榴石型的Li7La3Zr2O12、或者Li7La3Zr2O12改性摻雜物中的任一種。
8.如權利要求7所述的石墨負極結構組合的制備方法，其特征在于：所述利用物理氣相沉積法在所述石墨負極層上形成表面修飾層的方法具體為磁控濺射法，所述磁控濺射法的步驟具體為：
提供形成有石墨負極層的負極集流體作為基板；
安裝表面修飾層靶材；
將腔體真空抽到5×10-4Pa以下；
加熱基片架的溫度；
調節氣壓、濺射功率、通入氣體進行濺射。
9.如權利要求8所述的石墨負極結構組合的制備方法，其特征在于：基片架溫度為：50-120℃，調節氣壓為0.2-3Pa，濺射功率為：80-120W。
10.如權利要求8所述的石墨負極結構組合的制備方法，其特征在于：當所述表面修飾層包括具有離子傳導特性的鋰化合物為鋰磷氧氮固態電解質(LiPON)時，基片架溫度為：50-120℃氣壓，濺射功率為：80-120W，氣壓為0.2-0.5Pa、通入的氣體為氮氣。
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