[发明专利]一种锂金属的表面改性材料和处理方法

说明书

本发明属于锂金属电池技术领域，尤其涉及一种锂金属的表面改性材料和处理方法，所述锂带处理装置包括锂带放卷组件和锂带收卷组件、两组无纺布放卷组件和无纺布收卷组件、液体容器、辊压组件以及烘干组件，锂带缠绕在锂带放卷组件和锂带收卷组件上，两条无纺布分别缠绕在两组无纺布放卷组件和无纺布收卷组件上，所述辊压组件将两条无纺布与锂带上下两个表面相接触，液体容器的改性材料通过无纺布转涂到锂带两面，所述无纺布在进入辊压组件前穿过液体容器，所述锂带出所述辊压组件后进入烘干组件。本发明提供一种循环性能更高，安全性更好，改善界面稳定性，抑制锂枝晶生长，提高电池倍率性能和循环寿命的锂金属的表面改性材料和处理方法。

技术领域

本发明属于锂金属电池技术领域，尤其涉及一种锂金属的表面改性材料和处理方法。

背景技术

现有技术：

目前，各个国家都在大力发展新能源产业，我国也定下碳达峰目标。而锂金属二次电池具有能量密度高、使用寿命长、重量轻、体积小且能长期贮存等优点，具有广阔的应用前景。

在不同的锂负极材料中，锂金属负极由于其能量密度高(3860mAh/g)、重量轻(0.534g/cm³)、电势低(-3.04Vvs标准氢电极)等优点，是理想的锂电池负极材料。然而，使用锂金属作为负极可能面临体积膨胀率高，长期循环产生锂枝晶导致循环寿命低等问题，使得锂金属电池的使用受到很大限制。

影响锂金属电池性能的主要问题是锂金属的沉积问题，在充放电过程中，由于锂金属沉积不均匀，形成死锂，造成体积膨胀、缩短循环寿命，同时锂枝晶不断生长会穿破隔膜引发短路，造成安全事故。因此，需要对金属锂表面进行改性，以改善锂沉积，提高循环效率。

但本申请发明人发现上述现有技术至少存在如下技术问题：

传统的锂金属表面改性方法是直接将锂金属浸泡在改性材料中，使锂表面形成一层保护膜，引导锂沉积，抑制锂枝晶生长，然而改性材料在浸泡多次锂后浓度会不断下降，样品的一致性无法保证。

对此，现有技术对此进行研究，CN111312983A采取滴加的方式添加改性材料，但依然会造成不均匀涂覆，当使用较宽锂带时候，无法保证边缘的涂覆量可控。CN114472058A的滚刷会对柔软的锂金属造成摩擦损伤(锂金属及其柔软)，且滚刷的改性材料量较大，会在锂金属表面形成过厚的、无法控制量的改性材料，可能会影响性能，采用无纺布，可以通过无纺布厚度来控制改性材料的量。CN109638235B为单面改性，无法直接用于制作锂金属电池，若再进行第二面的改性，一是效率低、二是涂覆的一致性无法保证。因此需要新的工艺方法。

解决上述技术问题的难度和意义：

因此，基于这些问题，提供一种循环性能更高，安全性更好，改善界面稳定性，抑制锂枝晶生长，提高电池倍率性能和循环寿命的锂金属的表面改性材料和处理方法具有重要的实用价值。

发明内容

本申请目的在于为解决现有技术中技术问题而提供一种循环性能更高，安全性更好，改善界面稳定性，抑制锂枝晶生长，提高电池倍率性能和循环寿命的锂金属的表面改性材料和处理方法。

本申请实施例为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种金属锂带表面的改性材料，所述金属锂带表面的改性材料包括有机醚类改性材料、聚合物类改性材料和/或金属离子类改性材料。

所述改性材料包括有机醚类改性材料、聚合物类改性材料、金属离子类改性材料，用于改性锂金属表面。

本申请实施例还可以采用以下技术方案：

在上述金属锂带表面的改性材料中，进一步的，所述有机醚类为聚碳酸亚乙烯酯，聚二氧戊烷或聚醋酸乙酯，聚合物类为丁腈橡胶、聚氧化乙烯或丙烯酰胺，金属离子为Sn，Ag或In，质量比为1-20％。