[发明专利]一种锂金属电池及其制作方法

权利要求书

1.一种锂金属电池的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1步骤：将金属锂带浸泡于含奈的溶液中进行抛光，将抛光后的金属锂带浸泡于含有锂盐的磷酸酯溶液中进行原位聚合，制成锂金属电池负极片；

S2步骤：采用S1步骤的锂金属电池负极片组装锂金属电池，注入电解液，静置，化成；

S3步骤：注入引发剂，引发剂与电解液发生聚合反应，得到凝胶态的锂金属电池。

2.根据权利要求1所述的锂金属电池的制作方法，其特征在于，S1步骤中，锂盐选自硝酸锂和/或氟化锂，所述磷酸酯选自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯和磷酸三乙甲基铵二丁酯中的至少一种，优选的，含有锂盐的磷酸酯溶液中锂盐的浓度为0.5M～8M，优选的，原位聚合过程中，浸泡时间为30～60min。

3.根据权利要求1或2所述的锂金属电池的制作方法，其特征在于，抛光过程中，浸泡时间为1～60s；和/或，含奈的溶液中奈的浓度为0.01M～2M；和/或，含奈的溶液的溶剂为四氢呋喃。

4.根据权利要求1-3中任一所述的锂金属电池的制作方法，其特征在于，原位聚合之后还包括将锂带浸泡于清洗试剂进行清洗的步骤，优选的，浸泡时间为10～20min，优选的，清洗试剂为DMC或DME。

5.根据权利要求1-4中任一所述的锂金属电池的制作方法，其特征在于，原位聚合之后还包括采用清洗试剂擦拭极耳的步骤，优选的，清洗试剂为酒精。

6.根据权利要求1-4中任一所述的锂金属电池的制作方法，其特征在于，S2步骤中，所述化成步骤包括，以0.04-0.06C恒流充电至3.6-3.8V，0.09-0.11C恒流充电至3.9-4.0V，0.19-0.21C恒流充电至4.1-4.3V，恒压4.1-4.3V充电至截止电流为0.04-0.06C，然后以0.09-0.11C恒流对电池进行放电至2.7-2.9V，上述过程循环2-4次；优选的，包括，以0.05C恒流充电至3.7V，0.1C恒流充电至4.0V，0.2C恒流充电至4.2V，恒压4.2V充电至截止电流为0.05C，然后以0.1C恒流对电池进行放电至2.8V，上述过程循环三次。

7.根据权利要求1-4中任一所述的锂金属电池的制作方法，其特征在于，所述引发剂包括具有式I所示结构的亚胺盐、醚类溶剂和环氧化合物：

其中，R₁、R₂独立地选自C_nF_2n+1，n为≥0的整数；R₁、R₂可相同可不同；M为金属离子，q为M的化合价；

优选的，M选自镁离子、铝离子、钾离子、钠离子、铜离子、钙离子、锰离子、钴离子、锌离子、镍离子或者铯离子的一种或者多种；

优选的，q为1或者2；n为1-5的整数；

优选的，亚胺盐、醚类溶剂和环氧化合物的质量比为0.01-0.1:2-6:5-10。

8.根据权利要求7所述的锂金属电池的制作方法，其特征在于，环氧化合物选自1，3二氧五环、1，4二氧六环、1，3二氧六环、碳酸亚乙烯酯中的一种或者多种；和/或，所述醚类溶剂选自乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、邻苯二甲醚、间苯二甲醚、异山梨醇二甲醚、松脂醇二甲醚、邻苯二甲醚、乙二醇丁醚、三氟化硼二甲醚、乙二醇苯醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇二丁醚、乙二醇单己醚、三(乙二醇)二乙烯醚、四乙二醇单甲醚、乙二醇单十二烷基醚、乙二醇叔丁醚、三乙二醇丁基甲醚、乙二醇甲醚、四乙二醇单十二烷基醚、六乙二醇单十二醚、乙二醇苯醚、乙二醇单戊醚、异山梨醇二甲醚中的一种或多种。

9.根据权利要求1-8中任一所述的锂金属电池的制作方法，其特征在于，S3步骤中，聚合的反应温度为25-70℃，时间为8-48h；和/或，S2步骤中，电解液包含锂盐和非水溶剂。

10.权利要求1-9中任一所述的锂金属电池的制作方法所制备得到的锂金属电池。