[發明專利]一種用于鋰電池的金屬鋰負極和鋰電池

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• 申請號: 201811425892.4
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN111224068A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 王崇;陳劍
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M10/052
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種用于鋰電池的金屬鋰負極，其特征在于：其中金屬鋰負極包括金屬鋰基體和無機化合物表面層；所述的無機化合物表面層為包含能夠在鋰電池電解液中與金屬鋰發生氧化還原反應生成鋰鹽和納米金屬粒子復合結構的金屬化合物。

2.根據權利要求1所述的金屬鋰負極，其特征在于：所述的金屬鋰基體包括金屬鋰、鋰合金、或表面覆蓋有導電層的金屬鋰、或表面覆蓋有導電層的金屬鋰合金。

3.根據權利要求2所述的金屬鋰負極，其特征在于：所述的金屬鋰為金屬鋰箔或金屬鋰粉體制成的負極，金屬鋰負極厚度為10-250微米。

4.根據權利要求2所述的金屬鋰負極，其特征在于：所述金屬鋰合金為箔材或粉體制成的負極，所述的金屬鋰合金為金屬鋰與其他金屬或非金屬形成的合金，金屬鋰在合金中的摩爾比例大于30％到99％，金屬鋰合金負極厚度為10-250微米；其他金屬或非金屬為鋁、鎂、錫、硅中的一種或二種以上。

5.根據權利要求2所述的金屬鋰負極，其特征在于：所述的導電層材料為碳納米管、石墨烯、炭黑、金屬納米線中一種或多種物質，導電層厚度為0.1-3微米。

6.根據權利要求1所述的無機化合物表面層，其特征在于：所述的無機化合物表面層在電池未注入電解液時為致密層或多孔結構層，注入電解液后轉變為致密層，層厚度為0.1-3微米。

7.根據權利要求1或6所述的金屬化合物，其特征在于：所述的金屬化合物包括金屬氧化物、金屬硫化物、金屬氮化物、金屬磷化物、金屬碘化物、金屬硼化物；金屬化合物包含的金屬元素為Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ag、W、Sn、In、Pb、Bi、La、Ce、Nd中的一種或多種。

8.一種鋰電池，其特征在于：包括正極、電解液以及權利要求1-7任一所述的金屬鋰負極。

9.根據權利要求8所述的鋰電池，其特征在于：所述的正極包括鋰金屬氧化物正極、磷酸鐵鋰正極中的一種。

10.根據權利要求8所述的鋰電池，其特征在于：所述的電解液包括液態電解液或固態電解質中的一種或兩種。