[發明專利]一種薄膜鋰離子電池復合負極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110631096.1
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113380971B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 吳顯明;龍芮淶;陳上;吳賢文;石青峰
• 申請（專利權）人: 吉首大學
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/36;H01M4/485;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 長沙明新專利代理事務所(普通合伙) 43222
• 代理人: 葉舟

本發明提供一種薄膜鋰離子電池復合負極材料的制備方法，包括如下步驟：將鋰鹽、硝酸鋁、含磷化合物溶于溶劑中，然后滴入鈦有機化合物，得到前驅體溶液；將前驅體溶液沉積在基片上，將所述基片置于400?450℃的溫度下熱處理10?12分鐘，得到材料基體；將所述材料基體置于0.2?0.3mol/L的硝酸銀溶液中浸泡1?5分鐘，取出后置于700?850℃的溫度下熱處理2?30分鐘，得到材料中間體，所述材料中間體中銀元素的含量為0.5％?5％；在所述材料中間體表面蒸鍍1?3μm的Mo層，得到薄膜鋰離子電池復合負極材料。本發明還提供一種薄膜鋰離子電池復合負極材料。本發明提供的薄膜鋰離子電池復合負極材料內阻小。

【技術領域】

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種薄膜鋰離子電池復合負極材料及其制備方法。

【背景技術】

鋰離子電池由于具有能量密度高、循環壽命長、工作電壓穩定、自放電低、無記憶效應及污染小等優點而得到迅猛發展和廣泛應用，成為應用最為廣泛的二次電池。全固態薄膜鋰離子電池作為鋰離子電池的一個分支，電池結構中所有組建都是以固態形式存在，由致密的正極、電解質、負極薄膜在襯底上疊加而成，全固態薄膜鋰離子電池具有極高的安全性，其固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液，同時也克服了鋰枝晶現象，搭載全固態鋰電池的汽車的自燃概率會大大降低。

相關技術中，薄膜鋰離子電池存在薄膜電池內阻大(電極薄膜厚度增大時更為突出)，阻礙了薄膜電池的應用和發展。薄膜電池的內阻很大程度上取決于正負極薄膜的電阻，而導致正負極薄膜電阻較大的原因主要有兩點：一是與常規鋰離子電池電極相比，薄膜電池正負極中缺少了炭黑電子導電劑，致使電極薄膜的電子導電率較低；另一方面，薄膜電池使用的是固體電解質，由于固體電解質不能像液體電解質那樣浸入電極內部，導致電極薄膜的離子電導率較低。因此，實有必要提供一種薄膜鋰離子電池復合負極材料及其制備方法以解決上述問題。

【發明內容】

本發明公開了一種薄膜鋰離子電池復合負極材料及其制備方法，以減小薄膜電池的內阻。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種薄膜鋰離子電池復合負極材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：將鋰鹽、硝酸鋁、含磷化合物溶于溶劑中，然后滴入鈦有機化合物，得到Li₄Ti₅O₁₂/Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃前驅體溶液，所述Li₄Ti₅O₁₂/Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃前驅體溶液中鋰、鋁、鈦及磷的物質的量之比為(3.53-3.953):(0.03-0.003):(4.42-4.942):(0.3-0.03)；

S2：采用噴霧熱解或旋轉鍍膜技術將所述Li₄Ti₅O₁₂/Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃前驅體溶液沉積在基片上，將所述基片置于400-450℃的溫度下熱處理10-12分鐘，得到材料基體；

S3：將所述材料基體置于0.2-0.3mol/L的硝酸銀溶液中浸泡1-5分鐘，取出后置于700-850℃的溫度下熱處理2-30分鐘，得到材料中間體，所述材料中間體中銀元素的含量為0.5％-5％；

S4：在所述材料中間體表面蒸鍍1-3μm的Mo層，得到薄膜鋰離子電池復合負極材料。

優選的，所述溶劑為乙醇或乙二醇甲醚。

優選的，所述鋰鹽為醋酸鋰或硝酸鋰。