[發明專利]一種低阻鋰離子電池負極薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202110631097.6
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113380972A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 龍芮淶;吳顯明;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;H01M4/38;H01M4/485;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

本發明提供一種低阻鋰離子電池負極薄膜的制備方法，包括如下步驟：將鋰鹽、硝酸銀、鈦有機化合物溶于溶劑中得到Li₄Ti₅O₁₂/Ag前驅體溶液，其中，所述Li₄Ti₅O₁₂/Ag前驅體溶液中鋰元素與鈦元素物質的量之比為(4?4.2):5，通過噴霧熱解或旋轉鍍膜法將所述Li₄Ti₅O₁₂/Ag前驅體溶液沉積在基片上，將所述基片置于650?750℃溫度下熱處理5?30分鐘，得到薄膜基體，所述薄膜基體中銀元素的含量為0.5％?5％；將所述薄膜基體置于0.01?0.015mol/L硝酸銀溶液中電鍍沉積3?8μm銀鍍層，得到低阻鋰離子電池負極薄膜。本發明還提供一種低阻鋰離子電池負極薄膜。本發明提供的低阻鋰離子電池負極薄膜電阻率小。

【技術領域】

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種低阻鋰離子電池負極薄膜及其制備方法。

【背景技術】

薄膜鋰離子電池由于在智能卡、CMOS基集成電路、微設備等方面具有廣泛的應用前景，受到各國學者的廣泛關注，成為鋰離子電池的研究熱點。目前，阻礙薄膜鋰離子電池應用的關鍵問題是薄膜電池內阻大，而薄膜電池內阻大的一個關鍵原因，是正負極薄膜的電阻率高。

Li₄Ti₅O₁₂在充放電過程中，鋰離子的嵌入和脫出對材料結構幾乎沒有影響，被稱為零應變材料，是一種理想的嵌入型電極。Li₄Ti₅O₁₂作為鋰離子電池負極材料，嵌脫鋰電位為1.55V，能與LiMn₂O₄、LiCoO₂等4V級正極材料組成工作電壓為2.4V的鋰離子電池，是一種性能優良的鋰離子電池負極材料。

但Li₄Ti₅O₁₂的電子電導率低，Li₄Ti₅O₁₂作為常規鋰離子電池負極材料使用時，需要在Li₄Ti₅O₁₂中加入了炭黑以提高材料的電子電導率。但制作薄膜電池時，由于薄膜是一次性制備，無法采用向負極薄膜中加入炭黑導電劑的常規鋰離子電池制作工藝，導致電極薄膜的電阻較大。因此，實有必要提供一種低阻鋰離子電池負極薄膜及其制備方法以解決上述問題。

【發明內容】

本發明公開了一種低阻鋰離子電池負極薄膜及其制備方法，制得的低阻鋰離子電池負極薄膜電阻較小。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種低阻鋰離子電池負極薄膜的制備方法，包括如下步驟：

將鋰鹽、硝酸銀、鈦有機化合物溶于溶劑中得到Li₄Ti₅O₁₂/Ag前驅體溶液，其中，所述Li₄Ti₅O₁₂/Ag前驅體溶液中鋰元素與鈦元素物質的量之比為(4-4.2):5；

通過噴霧熱解或旋轉鍍膜法將所述Li₄Ti₅O₁₂/Ag前驅體溶液沉積在基片上，將所述基片置于650-750℃溫度下熱處理5-30分鐘，得到薄膜基體，所述薄膜基體中銀元素的含量為0.5％-5％；

將所述薄膜基體置于0.01-0.015mol/L硝酸銀溶液中電鍍沉積3-8μm銀鍍層，得到低阻鋰離子電池負極薄膜。

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。

優選的，所述鈦有機化合物為鈦酸酯。