[發明專利]一種鋰金屬電池負極材料及其制備方法和鋰金屬電池

在審

• 申請號: 202210595281.4
• 申請日: 2022-05-28
• 公開（公告）號: CN114784259A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 許曉雄;崔言明;秦晨陽;林久;戈志敏
• 申請（專利權）人: 浙江鋒鋰新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M10/052
• 代理公司: 寧波實鈞知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33466
• 代理人: 王月玲

1.一種鋰金屬電池負極材料，其特征在于：包括基底，所述基底的表面設置有鋰金屬梯度材料層，所述鋰金屬梯度材料層含有除鋰元素外的合金元素，靠近隔膜側的合金元素含量最高，靠近基底側的合金元素含量為零，且靠近基底側到隔膜側的合金元素含量逐漸遞進。

2.根據權利要求1所述的鋰金屬電池負極材料，其特征在于：所述基底為銅片或復合銅箔。

3.根據權利要求1所述的鋰金屬電池負極材料，其特征在于：所述合金元素包括銀(Ag)、鋅(Zn)、鎂(Mg)、錫(Sn)、銦(In)中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的鋰金屬電池負極材料，其特征在于：所述鋰金屬梯度材料層至少包括鋰金屬層、第一合金層和第二合金層，所述鋰金屬層靠近所述基底側，所述第一合金層位于所述第二合金層的外側。

5.根據權利要求4所述的鋰金屬電池負極材料，其特征在于：所述第一合金層中的合金元素含量高于所述第二合金層中的合金元素含量。

6.根據權利要求4所述的鋰金屬電池負極材料，其特征在于：所述鋰金屬層的厚度為10μm-50μm。

7.根據權利要求4所述的鋰金屬電池負極材料，其特征在于：所述第一合金層和/或所述第二合金層的厚度為0.1μm-10μm。

8.鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、將鋰片或鋰帶壓制在銅基底的上表面，或者將鋰材料鍍在銅基底的上表面，初步在銅基底上完成鋰金屬梯度材料層的鋰金屬層半成品或鋰金屬層；

S2、通過將步驟S1中得到的具有鋰金屬層半成品的銅基底浸泡在含合金元素的鹽溶液中，在鋰金屬層半成品的表層得到第一合金層半成品或者第二合金層，初步制備得到鋰金屬負極材料半成品；或者采用蒸鍍的方式，同時沉積鋰金屬和合金元素，進而在鋰金屬層表面形成第一合金層半成品或者第二合金層，初步制備得到鋰金屬負極材料半成品；

S3、采用浸泡的方式，將含有第一合金層半成品的鋰金屬負極材料半成品浸泡在含合金元素的鹽溶液中，使第一合金層半成品中的鋰金屬進一步與合金元素置換形成第一合金層，并在第一合金層內部形成第二合金層，制備得到鋰金屬負極材料；或者采用蒸鍍的方式，在含有第二合金層的鋰金屬負極材料半成品表面同時沉積鋰金屬和合金元素，在第二合金層表面形成第一合金層，制備得到鋰金屬負極材料。

9.根據權利要求6所述的鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟S2和/或步驟S3中蒸鍍溫度為大于342℃且大于合金元素的沸點溫度。

10.一種鋰金屬電池，其特征在于：包括權利要求1-7任一項所述鋰金屬電池負極材料。