[發(fā)明專利]一種鋰離子電池負極及其制備方法、應用和鋰離子電池

有效

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• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112803012B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 陳凱;馮玉川;李崢;何泓材
• 申請（專利權）人: 清陶（昆山）能源發(fā)展股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 陳怡

1.一種鋰離子電池負極，其特征在于，包括金屬鋰及依次設于所述金屬鋰表面的至少兩層保護層；

所述至少兩層保護層包括附著于所述金屬鋰表面的第一保護層，所述第一保護層包括人造SEI膜層，所述人造SEI膜層通過含氮化合物和含磷化合物在所述金屬鋰表面原位生長形成；

所述至少兩層保護層還包括設于所述第一保護層且遠離所述金屬鋰的表面的第二保護層，所述第二保護層包括固態(tài)電解質層；

所述至少兩層保護層還包括設于所述第一保護層與所述第二保護層之間的第三保護層，所述第三保護層通過在所述第一保護層表面涂覆凝膠電解質與增塑劑組成的混合物形成；

所述增塑劑包括鄰苯二甲酸二丁酯、碳酸酯、碳酸乙二酯、碳酸乙基甲酯、碳酸二乙酯、1,2-二甲氧基乙烷中的至少一種；

所述凝膠電解質包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極，其特征在于，所述含氮化合物包括硝酸鋰、亞硝酸鋰中的至少一種；

所述含磷化合物包括聚磷酸、磷酸、亞磷酸、偏磷酸、多聚磷酸中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極，其特征在于，所述第二保護層包括硫化物固態(tài)電解質、鹵化物固態(tài)電解質、氧化物固態(tài)電解質和聚合物固態(tài)電解質中的至少一種。

4.一種鋰離子電池負極的制備方法，用于制備如權利要求1-3任一項所述的鋰離子電池負極，其特征在于，所述方法包括：

將含氮化合物和含磷化合物溶解在有機溶劑中形成第一混合溶液；

將金屬鋰浸漬在所述第一混合溶液中，以使所述含氮化合物和所述含磷化合物在所述金屬鋰表面原位生長形成人造SEI膜層，以在所述金屬鋰表面形成第一保護層；

在所述第一保護層表面貼覆第二保護層形成所述鋰離子電池負極，所述第二保護層包括固態(tài)電解質層；

在形成所述第一保護層之后以及在貼覆所述第二保護層之前，所述方法還包括：

在所述第一保護層表面涂覆凝膠電解質與增塑劑組成的混合物以形成第三保護層。

5.根據權利要求4所述的鋰離子電池負極的制備方法，其特征在于，

所述第一混合溶液中所述含磷化合物的總濃度為1×10^-4-0.2M；

所述將金屬鋰浸漬在所述第一混合溶液中，以使所述含氮化合物和所述含磷化合物在所述金屬鋰表面原位生長形成人造SEI膜層，以在所述金屬鋰表面形成第一保護層，具體包括：

在第一混合溶液溫度為20-60℃下，將所述金屬鋰在所述第一混合溶液中浸漬1s-3h，以使所述含氮化合物和含磷化合物在所述金屬鋰表面原位生長形成人造SEI膜層，以形成所述第一保護層；

將所述金屬鋰從所述第一混合溶液中取出，所述金屬鋰表面形成的所述第一保護層厚度為1-600nm。

6.如權利要求1-3任意一項所述的鋰離子電池負極或權利要求4-5任意一項所述的制備方法制備得到的鋰離子電池負極在制備鋰離子電池中的應用。

7.一種鋰離子電池，其特征在于，包括電解質、正極、如權利要求1-3任意一項所述的鋰離子電池負極。