[发明专利]一种负极夹心结构、其制备方法及用途

权利要求书

1.一种负极夹心结构，其特征在于，所述负极夹心结构包括至少一层中间层及位于所述中间层两侧的表面层，所述中间层选自金属锂和/或锂合金，所述表面层为具有通孔的导电材料，和/或可与锂反应生成合金的导电材料。

2.根据权利要求1所述的负极夹心结构，其特征在于，所述锂合金包括锂硅合金、锂铝合金、锂镁合金、锂锌合金、锂铜合金、锂银合金和锂硼合金中的至少一种；

优选地，所述表面层为具有通孔的导电材料时，所述表面层的孔隙率为20％-80％，孔径为0.01mm-5mm；

优选地，单层中间层的厚度为1μm-50μm，优选为25μm-35μm；

优选地，单层中间层的厚度小于等于位于其两侧的表面层的总厚度。

3.根据权利要求1或2所述的负极夹心结构，其特征在于，所述表面层的层数≥2层，优选为2层；

优选地，单层表面层的厚度为1μm-100μm，优选为5μm-25μm；

优选地，所述具有通孔的导电材料的结构包括多孔结构和网状结构中的至少一种，材质包括金属、合金或碳材料中的至少一种；

优选地，所述具有通孔的导电材料包括打孔铜箔、铜网、泡沫铜、泡沫镍、打孔铝箔、铝网、打孔锡箔、锡网、铁网、碳纳米管膜和碳纤维膜中的至少一种；

优选地，所述可与锂反应生成合金的导电材料包括合金和/或金属单质，所述合金优选为铜锌合金，所述金属单质优选为锡。

4.根据权利要求1-3任一项所述的负极夹心结构，其特征在于，所述负极夹心结构还包括覆盖于所述表面层上远离中间层的保护层；

优选地，所述中间层两侧的表面层上均覆盖有保护层；

优选地，所述保护层包括合金、金属氧化物、金属氟化物、金属硫化物、负极活性物质和固态电解质中的至少一种；

优选地，所述合金包括钠、镁、铝、锆、钛、钒、铜、锌、钼和锡中的至少两种元素形成的合金中的至少一种；

优选地，所述金属氧化物包括钠、镁、铝、锆、钛、钒、镧、铜、锌、钼、锂、锡和汞中的至少一种元素与氧元素形成的氧化物中的至少一种；

优选地，所述金属氟化物包括所述金属氧化物包括钠、镁、铝、锆、钛、钒、镧、铜、锌、钼、锂、锡和汞中的至少一种元素与氟元素形成的氧化物中的至少一种；

优选地，所述金属硫化物包括所述金属氧化物包括钠、镁、铝、锆、钛、钒、镧、铜、锌、钼、锂、锡和汞中的至少一种元素与硫元素形成的氧化物中的至少一种；

优选地，所述负极活性物质包括天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、无定型碳、硅、锡、锗、锌、铝、硼和硅氧化物中的至少一种；

优选地，所述固态电解质包括聚合物和锂盐；

优选地，所述聚合物包括聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚酰胺、聚噻吩、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和聚酯中的至少一种

优选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、四氯铝酸锂、锂镧锆氧和磷酸钛铝锂中的至少一种。

5.如权利要求1-4任一项所述的负极夹心结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

采用物理压力作用的方式，和/或粘结剂粘结的方式，将中间层与其两侧的表面层连接成整体，得到负极夹心结构。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述物理压力作用的方式包括辊压和/或冲压；

优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚噻吩、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚丙烯腈、苯丙乳液、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶中的至少一种；

优选地，采用辊压和/或冲压的方式，将中间层与其两侧的表面层连接成整体，得到负极夹心结构。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述表面层远离中间层一侧覆盖保护层；

优选地，所述保护层的设置顺序为：先将表面层设置于中间层上，然后再在表面层远离中间层一侧覆盖保护层；或者，先将保护层覆盖于表面层上，然后再使表面层设置于中间层上。