[发明专利]一种固态电解质与金属锂负极界面的调控方法

说明书

本发明提供一种固态电解质与金属锂负极界面的调控方法，包括以下步骤：S1)、在惰性气体氛围熔融金属锂；S2)、在熔融的金属锂中添加适量的助焊剂，S3)、将固态电解质基底进行打磨抛光处理；S4)、将固态电解质置于加热台上加热；S5)、将混合熔融液均匀涂覆在固态电解质上；S6)、使铝箔熔融于与固态电解质良好接触的混合熔融金属液中S7)、根据电池循环所需的锂金属的量，调控其厚度S8)、将产品自然冷却到室温。本发明通过将微量的助焊剂与金属锂熔融在一起，并涂覆在固态电解质表面上，从而达到对固态电解质浸润的效果，使锂负极更加纯净，让电池的效率更高；通过添加金属铝箔实现对固态电解质表层进行原位SEI的调控。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是一种固态电解质与金属锂负极界面的调控方法。

背景技术

常规锂离子电池中因使用液态电解液，从而导致电池出现易燃易爆等安全问题，并且现有的液态锂离子电池的容量已经接近理论上限，因此，全固态锂电池成为替代液态电解质电池的的最好选择之一，但是，由于固态电解质其界面动力学问题(界面电阻过大)严重，而且在界面优化时，需要加入远远超过所需用量的锂金属，而造成锂金属资源的浪费，同时会减小固态电解质的能量密度，减弱固态电池的竞争优势，因此寻找一种高效可行的优化方法势在必行。

现有技术主要采用以下方式解决上述技术问题：

1、现有技术一般通过磁控溅射的方式以解决负极的浸润性问题，其主要是通过在固态电解质表面溅镀一层厚10nm左右的镀层，此镀层多见为氧化铝，还有各种金属及金属氧化，但是，这种方法很难广泛运用，并且由于该方法实施比较繁琐，溅射环境需要无水无氧，因此，对溅射装置需要进一步控制环境，而溅射装置本身体积特别大，所以实现起来比较复杂，并且对溅镀层厚度的控制难以精确，大部分溅镀层只是增加锂浸润性的作用，如果过厚，就会成为锂离子阻塞层，如果过薄无法增加浸润性，在纳米尺度进行控制，难度较大，稳定性不高。其次，就是在是固态电解质浸润的过程中，锂过量会造成锂金属的浪费，降低固态电池的能量密度。而且在浸润过程中，需要加入大量的杂元素如碳等，但是，由于大量杂元素的加入，使固态电解质界面的优化不够稳定。

2、由于固态电解质表现为相对惰性，因而原位反应生成SEI的方法受到材料本身特性的限制，多为利用Gel(凝胶)SEI进行调控，但是人工SEI对界面的优化，十分有限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种固态电解质与金属锂负极界面的调控方法，该方法能够保证在充分浸润锂负极的同时，保证锂负极的厚度。

本发明的技术方案为：一种固态电解质与金属锂负极界面的调控方法，包括以下步骤：

S1)、在惰性气体氛围条件下熔融金属锂；

S2)、在熔融的金属锂中添加适量的“助焊剂”，使其充分熔融在金属锂溶液中，得到混合熔融液；

S3)、将固态电解质基底进行打磨抛光处理，以清除固态电解质表面在烧结过程中产生的副产物(碳酸锂，氢氧化锂及固态电解质的贫锂相)；

S4)、将固态电解质置于加热台上并将其加热至与步骤S2)中混合熔融液相同的温度；

S5)、将步骤S2)中的过量混合熔融金属液均匀涂覆在固态电解质上，并采用相应的工具将混合熔融液与固态电解质表面无空隙；使得该所述的混合熔融液充分附着在固态电解质表面，使得固态电解质表面的碳酸锂原位脱落，以增加固态电解质与金属锂浸润性的作用；

S6)、在金属溶液中加入适量金属铝箔，充分熔融反应，进行原位调控SEI

S7)、根据需要，调控金属锂负极的厚度

S8)、将步骤S5)中得到产品自然冷却到室温。