[發明專利]負極保護層及制備方法、負極和鋰離子電池

在審

• 申請號: 201911421474.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111430668A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 朱朋輝;秦士林;鄭曉醒;塞巴斯蒂安·德瑟蘭尼;陳少杰;周龍捷;鄧素祥;馬忠龍
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M4/1395;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 尚偉凈

1.一種用于鋰離子電池的負極保護層，其特征在于，包括：

保護層基體，所述保護層基體由聚合物構成；

鋰鹽；以及

填料顆粒，所述填料顆粒是經過官能化處理的。

2.根據權利要求1所述的負極保護層，其特征在于，所述保護層基體包括PEO、PVDF-HFP、PPC、PAN、PEGDMA、PEGMEA、PMMA以及PEG的至少之一。

3.根據權利要求1所述的負極保護層，其特征在于，所述填料顆粒包括微米顆粒以及納米顆粒的至少之一，

任選地，所述官能化處理包括氨基化、羧基化、羥基化以及磺酸化的至少之一；

任選地，所述填料顆粒包括SiO₂、Al₂O₃、ZnO₂、氧化石墨、石墨烯以及碳納米管中的至少之一。

4.根據權利要求1所述的負極保護層，其特征在于，所述鋰鹽包括LiFSI、LiTFSI以及LiClO₄的至少之一。

5.根據權利要求1-4任一項所述的負極保護層，其特征在于，進一步包括：

無機固態電解質，所述無機固態電解質包括LLZO、LLZTO、LGPS以及LPSCl的至少之一。

6.根據權利要求1-5任一項所述的負極保護層，其特征在于，所述填料顆粒以及所述保護層基體之間的質量比為(1:99)～(75:25)；

任選地，所述填料顆粒以及所述保護層基體之間的質量比為(10:90)～(50:50)；

任選地，所述保護層基體以及所述鋰鹽的質量比為(2:1)～(4:1)；

任選地，所述負極保護層的厚度為5～50微米；

任選地，所述負極保護層的厚度為5～20微米。

7.一種制備權利要求1-6任一項所述的負極保護層的方法，其特征在于，包括：

將鋰鹽、填料顆粒和用于形成保護層基體的聚合物混合以形成混合物，再將所述混合物固化成膜，以形成所述負極保護層。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述形成混合物包括：將所述鋰鹽以及所述聚合物混合之后，再將所述填料顆粒加入混有所述鋰鹽的所述聚合物中；

任選地，將所述聚合物、所述鋰鹽溶解于有機溶劑中，隨后在所述有機溶劑中加入所述填料顆粒并混合；

任選地，所述固化成膜包括固化包括熱固化以及光固化，固化時間優為10～60min；

任選地，所述有機溶劑為在所述固化成膜過程中可揮發的有機物。

9.一種負極，其特征在于，包括：

金屬鋰基體；以及

權利要求1-6任一項所述的負極保護層，所述保護層覆蓋所述金屬鋰基體。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的負極是權利要求9所述的。