[發明專利]一種鋰電池負極及其制備方法、鋰電池

有效

• 申請號: 201910591207.3
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110380003B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 羅加嚴;馬慶濤
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M10/052
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達

1.一種鋰電池負極，其特征在于：包括鋰片以及原位生成于所述鋰片表面的具有貝殼類結構的復合材料層，所述復合材料層由帶電負性的無機納米片以及電解液中的鋰離子共沉積而得，所述無機納米片由層狀無機材料經過液相剝離而得，所述層狀無機材料包括蛭石、蒙脫土、高嶺土、膨潤土和云母粉中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的鋰電池負極，其特征在于：所述無機納米片的厚度為1.5nm~15nm。

3.根據權利要求1所述的鋰電池負極，其特征在于：所述無機納米片在所述電解液中的含量為0.0125~0.5wt%。

4.一種鋰電池負極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

以鋰片作為負極，以銅片或至少一面涂覆有正極活性材料的鋁箔作為正極，封裝成鋰電池；

往電解液中加入帶電負性的無機納米片，并將所述電解液注入所述鋰電池中；

所述無機納米片參與鋰離子沉積過程，在所述鋰片表面形成具有貝殼類結構的復合材料層，得到鋰電池負極。

5.根據權利要求4所述的鋰電池負極的制備方法，其特征在于，在所述無機納米片加入到所述電解液之前，所述無機納米片先冷凍干燥后，再在真空條件下以100~120℃的溫度烘干10~15h。

6.根據權利要求4所述的鋰電池負極的制備方法，其特征在于，所述無機納米片的制備包括以下步驟：

S1，將層狀無機材料置于飽和氯化鈉溶液中回流，重復離心取沉淀、洗滌，至溶液中無氯離子；

S2，將S1得到的沉淀置于LiCl水溶液中回流，重復離心取沉淀、洗滌，至溶液中無氯離子；

S3，將S2得到的沉淀置于雙氧水中回流，將溶液超聲、離心取上清液，最后再將上清液離心。

7.根據權利要求6所述的鋰電池負極的制備方法，其特征在于，在步驟S1、S2和S3中，所述回流的溫度為70~90℃，所述回流的時間為10~15h。

8.根據權利要求6所述的鋰電池負極的制備方法，其特征在于，所述電解液包括鋰鹽和溶劑，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰、二草酸硼酸鋰、雙氟黃酰亞胺鋰和二(三氟甲基磺酰)鋰的至少一種；所述溶劑為包括碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸丙酯、丁酸丙酯、γ-丁內酯、δ-戊內酯、2-甲基四氫呋喃、4-甲基-1,3-二氧戊烷、2-甲基-1,3-二氧戊烷、二甲氧甲烷、二乙二醇二甲醚、環丁砜、丙二腈、四氫呋喃、1,3-二氧戊烷、1,2-二甲基已烷、氟代碳酸乙烯酯、乙二醇二甲醚二甲氧乙烷和二甲基亞砜中的至少一種。

9.一種鋰電池，其特征在于：包括權利要求1~3任一項所述的鋰電池負極，或者權利要求4~8任一項所述的制備方法制得的鋰電池負極。