[發明專利]鋰電池負極及其制備方法

有效

• 申請號: 201810697214.7
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN110660967B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 王亞龍;陳強;牟翰波;孔德鈺;孫青海
• 申請（專利權）人: 中能中科（天津）新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M4/1395;H01M4/38;H01M4/40;H01M4/66;H01M4/74;H01M10/0525;B82Y30/00
• 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

1.一種鋰電池負極，其特征在于，所述鋰電池負極包含帶有支撐骨架的金屬鋰或鋰合金復合材料，所述金屬鋰或鋰合金復合材料由具有鋰離子傳導能力的多孔網狀結構的聚合物支撐骨架和結合于所述支撐骨架上的金屬鋰或鋰合金組成，其中

所述聚合物支撐骨架由選自聚環氧乙烷、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚乙二醇中的至少一種聚合物材料和鋰離子傳導性無機化合物的混合物經靜電紡絲而得，

所述鋰離子傳導性無機化合物包括鋰鑭鋯氧化物納米顆粒、鋰硫磷類化合物納米顆粒、高氯酸鋰，碘化鋰、硝酸鋰和雙三氟甲烷磺酰亞氨基鋰中的至少一種，

所述聚合物支撐骨架具有20-99％的孔隙率，孔隙大小為1μm-200μm，

所述金屬鋰或鋰合金通過氣相沉積法結合到所述聚合物支撐骨架上，

所述帶有支撐骨架的金屬鋰或鋰合金復合材料中的鋰的質量占比為20-90。

2.根據權利要求1所述的鋰電池負極，其特征在于，所述鋰離子傳導性無機化合物與所述聚合物材料的重量比為1:5至1:100。

3.根據權利要求1所述的鋰電池負極，其特征在于，所述聚合物支撐骨架具有1μm-500μm的厚度。

4.根據權利要求1所述的鋰電池負極，其特征在于，所述鋰合金除包含元素Li外，還包含Ag、Al、Au、Ba、Be、Bi、Ca、Cd、Co、Cr、Cs、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、K、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nb、Ni、Pt、Pu、Rb、Rh、Se、Si、Sn、Sr、Ta、Te、Ti、V、Zn、Zr、Pb、Pd、Sb、Cu中的至少一種合金成分。

5.根據權利要求1所述的鋰電池負極，其特征在于，所述鋰合金中包含質量百分比為50％～99.99％的鋰。

6.一種制備權利要求1-5中任一項所述的鋰電池負極的方法，其特征在于，所述方法包括：

將選自聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚乙二醇、聚環氧乙烷中的至少一種聚合物材料和鋰離子傳導性無機化合物的混合物，分散在有機溶劑中，然后對所得分散液進行靜電紡絲，制備具有鋰離子傳導能力的多孔網狀結構的聚合物支撐骨架，

在所述聚合物支撐骨架上，通過氣相沉積法，沉積金屬鋰或鋰合金，得到帶有支撐骨架的金屬鋰或鋰合金復合材料；

所得的帶有支撐骨架的金屬鋰或鋰合金復合材料直接用作鋰電池負極。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述有機溶劑包括N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、對二甲苯、四氫呋喃、乙醇、乙腈中的至少一種。