[發明專利]鋰金屬電池用負極、其制造方法、包括其的鋰金屬電池

有效

• 申請號: 201980015249.0
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN111801816B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 尹鐘建;河會珍;尹泫雄;催賢俊
• 申請（專利權）人: 株式會社LG新能源
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/134;H01M4/62;H01M4/66;H01M12/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 解延雷;龐東成

1.一種鋰金屬電池用負極，其包括：

負極集流體；和

設置于所述負極集流體上的鈍化層，所述鈍化層包含鹵素基阻燃劑、陶瓷和有機粘合劑，

其中，所述鈍化層中的陶瓷和有機粘合劑的體積比為6.5以下，但大于0，

其中，所述鹵素基阻燃劑是選自由氟離聚物和氟苯組成的組中的至少一種。

2.如權利要求1所述的負極，其中，所述鈍化層中的陶瓷和有機粘合劑的體積比在0.5至6的范圍內。

3.如權利要求1所述的負極，其中，所包含的鹵素基阻燃劑為所述鈍化層的總體積即100體積％的2體積％至50體積％。

4.如權利要求1所述的負極，其中，

所述鹵素基阻燃劑包含氟離聚物，且

所述氟離聚物由以下化學式1表示：

[化學式1]

其中，在化學式1中，m:n為1:1至10:1。

5.如權利要求1所述的負極，其中，所述陶瓷是選自由氧化鋁、二氧化硅、勃姆石、磷酸鋰鋁鍺、磷酸鋰鋁鈦、鋯酸鋰鑭和六方氮化硼納米片組成的組中的至少一種。

6.如權利要求1所述的負極，其中，所述有機粘合劑是選自由(偏二氟乙烯-六氟丙烯)共聚物、聚偏二氟乙烯和聚(環氧乙烷)組成的組中的至少一種。

7.如權利要求1所述的負極，其中，所述負極集流體含有鋰或銅。

8.如權利要求1所述的負極，其中，所述鋰金屬電池用負極還包括設置在所述負極集流體和所述鈍化層之間的Li金屬薄膜。

9.一種鋰金屬電池，所述鋰金屬電池包括：

權利要求1所述的負極；

電解質；和

正極。

10.如權利要求9所述的鋰金屬電池，其中，

所述正極包含正極活性材料，且

所述正極活性材料包含一種或多種復合氧化物，所述復合氧化物包含：鈷、錳、鎳或這些金屬元素的組合；和鋰元素。

11.如權利要求9所述的鋰金屬電池，其中，所述電解質包括：

選自以下物質或其組合的鋰鹽：二(氟磺酰)亞胺鋰；LiPF₆；LiBF₄；LiSbF₆；LiAsF₆；LiC₄F₉SO₃；LiClO₄；LiAlO₂；LiAlCl₄；LiN(C_xF_2x+1SO₂)(C_yF_2y+1SO₂)，其中x和y是自然數；LiCl；LiI；LiB(C₂O₄)₂即二(草酸)硼酸鋰；和

選自甲醚、1,2-二甲氧基乙烷、丁醚、四乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、2-甲基四氫呋喃、四氫呋喃和它們的組合的醚有機溶劑。

12.如權利要求9所述的鋰金屬電池，其中，

對于所述鋰金屬電池，

當作為單次充放電循環在20℃至30℃的溫度范圍中以0.3C恒定電流充電至達到4.25V然后以0.5C恒定電流放電至達到3V時，在根據下式1的容量保持率達到80％時的n為30以上：

[式1]

容量保持率(％)＝100*(n次循環后的放電容量)/(1次循環后的放電容量)。

13.如權利要求9所述的鋰金屬電池，其中，

所述鋰金屬電池在以下條件下經過至少60分鐘后爆炸：使表面溫度從荷電狀態為100％的全充電狀態以5℃/分鐘的速率升高，然后在達到130℃的時刻恒溫保持30分鐘，并另外以5℃/分鐘的速率升高。