[發明專利]一種金屬鋰復合負極及其制備方法以及一種鋰金屬二次電池

有效

• 申請號: 201911424004.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111180698B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 鄧偉;韓奇高;何邦一;周旭峰;劉兆平
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 任美玲

1.一種金屬鋰復合負極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A)將鋰合金與助熔劑混合加熱，得到液態鋰；所述步驟A)中的助熔劑選自LiNO₃、LiTFSI、LiFSI、LiPF₆、Li₂O、LiF和Li₂CO₃中的一種或多種；

B)將結構構筑材料與助熔劑加入至所述液態鋰中，通入氬氣作為保護氣體和氣相加壓手段，后續加熱，得到熔融漿料，所述步驟B)中的助熔劑選自氟化鈣、氧化鈣、氧化鎂、二氧化硅和氧化鋁中的一種或多種；

C)將所述熔融漿料冷卻成型，得到金屬鋰復合負極。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A)中，所述鋰合金選自鋰鎂合金或鋰鋅合金，所述鋰合金中鋰占比為10wt％～95wt％。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A)中，所述助熔劑占所述鋰合金的質量百分比為0.2wt％～4wt％。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A)中，所述混合加熱的溫度為280～400℃。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟B)中，所述結構構筑材料選自石墨烯、MXene、碳納米管和碳纖維中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟B)中，所述助熔劑占所述金屬鋰復合負極的質量百分比為0.05wt％～5wt％。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟B)中，所述氣相加壓的壓力為2MPa～20MPa；

所述加熱采用程序加熱，所述程序加熱的方法為：

先升溫至260～360℃，保持10min～30min；再降溫至180～240℃，保持30min～300min；最后升溫至300～400℃，保持20～30min。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在熔融設備中進行，所述熔融設備包括：

腔體；

開設于腔體側壁的出料口；

開設于腔體頂部的氣體入口；

設置于腔體內部的壓力感應裝置；

設置于腔體內部的攪拌槳；

設置于腔體下方的加熱裝置。

9.一種如權利要求1～8任意一項所述的方法制備的金屬鋰復合負極。

10.一種鋰金屬二次電池，其特征在于，包括權利要求9所述的金屬鋰復合負極。