锂负极极片及其制备方法和锂电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111430663A(43)申请公布日2020.07.17(21)申请号201911188857.X(22)申请日2019.11.28(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区华城中路168号(72)发明人秦士林朱朋辉郑晓醒陈少杰周龙捷邓素祥马忠龙(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人尹璐(51)Int.Cl.H01M4/13(2010.01)H01M4/139(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称锂负极极片及其制备方法和锂电池(57)摘要本发明提供了锂负极极片及其制备方法和锂电池。所述锂负极极片包括：锂负极；保护层，所述保护层包括碳化锂层，所述碳化锂层设置在所述锂负极的一个表面上。由此，碳化锂作为保护层设置在锂负极的表面上，能够有效防止保护层的脱落、断裂等问题，进而保证保护层的长期有效，且有效提升电池的库伦效率以及长期循环中电池的容量保持率；碳化锂层还可以抑制锂枝晶的生长，有效防止由于锂枝晶的产生导致的电池短路。CN111430663ACN111430663A权利要求书1/1页1.一种锂负极极片，其特征在于，包括：锂负极；保护层，所述保护层包括碳化锂层，所述碳化锂层设置在所述锂负极的一个表面上。2.根据权利要求1所述的锂负极片，其特征在于，所述保护层还包括：石墨层，所述石墨层设置在所述碳化锂层远离所述锂负极的表面上。3.根据权利要求2所述的锂负极极片，其特征在于，所述石墨层为天然石墨、人造石墨、块状石墨、鳞片石墨和石墨烯中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的锂负极极片，其特征在于，所述保护层的厚度为5纳米～50微米。5.一种制备权利要求1～4中任一项所述锂负极极片的方法，其特征在于，包括：在锂箔的一个表面上形成一层石墨，并在预定温度下反应预定时间，以便在所述锂箔的表面形成碳化锂层，得到保护层。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预定温度为20～80℃，所述预定时间为1～24小时。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述反应满足以下条件至少之一：在干燥条件下进行；在惰性气体保护氛围下进行。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碳化锂层的表面吸附有所述石墨。9.根据权利要求5或8所述的方法，其特征在于，所述石墨为天然石墨、人造石墨、块状石墨和鳞片石墨中的至少一种，优选的，所述石墨为鳞片石墨。10.一种锂电池，其特征在于，包括权利要求1～4中任一项所述的锂负极极片。2CN111430663A说明书1/6页锂负极极片及其制备方法和锂电池技术领域[0001]本发明涉及电池技术领域，具体的，涉及锂负极极片及其制备方法和锂电池。背景技术[0002]目前以锂金属作为负极材料是固态电池研究的一个热点，一方面金属锂是理论能量密度最大的负极材料之一，同时金属锂具有较低的电化学势，而正负极电压差越大，电池的比能量越高。但是锂金属作为负极材料在使用过程中由于电沉积速率差异造成沉积不均匀，导致锂枝晶的生成，锂枝晶的产生容易刺穿固态电解质造成短路的同时，也会导致“废锂”的产生，使得循环容量降低；而且金属锂负极对固态电解质的要求较高，应具有高的离子电导率和好的电子阻挡能力等。为了对负极锂金属进行有效地保护，在锂负极表面涂覆保护层是一种常用的方法，但在锂金属表面涂覆的保护层，电池循环过程中会因锂金属负极会发生剧烈的体积变化而导致该类保护层发生断裂、破碎、脱落等问题，最终导致保护层的失效。[0003]因此，关于锂负极极片的研究有待深入。发明内容[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种锂负极极片，该锂负极极片中的保护层不易脱落、断裂，或有效抑制锂枝晶造成的电池短路，或提高电池的库伦效率或电池容量保持率。[0005]在本发明的一个方面，本发明提供了一种锂负极极片。根据本发明的实施例，所述锂负极极片包括：锂负极；保护层，所述保护层包括碳化锂层，所述碳化锂层设置在所述锂负极的一个表面上。由此，碳化锂作为保护层设置在锂负极的表面上，能够有效防止保护层的脱落、断裂等问题，进而保证保护层的长期有效，且有效提升电池的库伦效率以及长期循环中电池的容量保持率；碳化锂层还可以抑制锂枝晶的生长，有效防止由于锂枝晶的产生导致的电池短路。[0006]根据本发明的实施例，所述保护层还包括：石墨层，所述石墨层设置在所述碳化锂层远离所述锂负极的表面上。[0007]根据本发明的实施例，所述石墨层为所述石墨层为天然石墨、人造石墨、块状石墨、鳞片石墨和石墨烯中的至少一种