[發明專利]一種復合鋰金屬負極及其制備方法和電池

在審

• 申請號: 201811565485.3
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109742323A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 范亮;夏威;王平華
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;H01M4/1395
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種復合鋰金屬負極，其特征在于，包括銅箔集流體、設置在所述銅箔集流體上的含鋰金屬箔、以及設置在所述銅箔集流體與所述含鋰金屬箔之間的金屬過渡層，所述金屬過渡層中包含鋰、A或B，所述A為在鋰熔點以下能與銅形成金屬鍵，也能與鋰形成金屬鍵的金屬元素，所述B為在鋰熔點以下能與銅形成金屬鍵的金屬元素和在鋰熔點以下能與鋰形成金屬鍵的金屬元素，所述金屬過渡層與所述銅箔集流體之間通過金屬鍵結合或通過機械鑲嵌方式結合，所述金屬過渡層與所述含鋰金屬箔之間通過金屬鍵結合。

2.如權利要求1所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述金屬過渡層的材質為單質鋰或鋰合金。

3.如權利要求1所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述在鋰熔點以下能與銅形成金屬鍵，也能與鋰形成金屬鍵的金屬元素包括銦、錫、銀、金、鉑、鉛中的至少一種。

4.如權利要求3所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述金屬過渡層的材質為銦、錫、銀、金、鉑、鉛及其合金中的至少一種。

5.如權利要求1所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述金屬過渡層中包含所述B，所述金屬過渡層包括靠近所述銅箔集流體一側的第一過渡層和靠近所述含鋰金屬箔一側的第二過渡層，所述第一過渡層中包含所述在鋰熔點以下能與銅形成金屬鍵的金屬元素，所述第二過渡層中包含所述在鋰熔點以下能與鋰形成金屬鍵的金屬元素，所述第一過渡層與所述銅箔集流體之間通過金屬鍵結合，所述第二過渡層與所述含鋰金屬箔之間通過金屬鍵結合，且所述第一過渡層與所述第二過渡層之間通過金屬鍵結合。

6.如權利要求5所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述在鋰熔點以下能與銅形成金屬鍵的金屬元素與所述在鋰熔點以下能與鋰形成金屬鍵的金屬元素之間能形成金屬鍵，所述在鋰熔點以下能與銅形成金屬鍵的金屬元素包括鎳、鈦、鐵、鉿、鈮中的至少一種，所述在鋰熔點以下能與鋰形成金屬鍵的金屬元素包括鎂、鋁中的至少一種。

7.如權利要求1-6任一項所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述金屬過渡層的厚度為0.01μm-20μm。

8.如權利要求1所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述銅箔集流體的靠近所述金屬過渡層的一側滲透有所述金屬過渡層的元素。

9.如權利要求1所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述含鋰金屬箔的靠近所述金屬過渡層的一側滲透有所述金屬過渡層的元素。

10.如權利要求1所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述金屬過渡層中滲透有所述銅箔集流體的元素和所述含鋰金屬箔的元素。

11.如權利要求1所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述含鋰金屬箔為純鋰箔或鋰合金箔。

12.如權利要求1所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述含鋰金屬箔的厚度為1μm-200μm。

13.如權利要求1所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述銅箔集流體的厚度為3μm-20μm。

14.如權利要求1所述的復合鋰金屬負極，其特征在于，所述金屬過渡層的電導率大于10mS/m。

15.一種復合鋰金屬負極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供銅箔集流體；

在所述銅箔集流體表面形成金屬過渡層，所述金屬過渡層中包含鋰、A或B，所述A為在鋰熔點以下能與銅形成金屬鍵，也能與鋰形成金屬鍵的金屬元素，所述B為在鋰熔點以下能與銅形成金屬鍵的金屬元素和在鋰熔點以下能與鋰形成金屬鍵的金屬元素；

將含鋰金屬箔鋪設在所述金屬過渡層表面，再在所述含鋰金屬箔表面設置一層保護膜，然后進行壓制復合，得到復合鋰金屬負極。