一种负极片、锂硫电池及其制备方法.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CN113314708A(43)申请公布日2021.08.27(21)申请号202110731490.2(22)申请日2021.06.29(71)申请人湖南立方新能源科技有限责任公司地址412007湖南省株洲市天元区创业大道128号天易科技城自主创业园J地块(72)发明人徐雄文(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人任洁芳(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/38(2006.01)H01M10/052(2010.01)H01M10/058(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种负极片、锂硫电池及其制备方法(57)摘要本申请公开了一种负极片，包括锂金属层(101)，以及覆盖在所述锂金属层(101)表面的硅材料层(102)。本申请还提供一种锂硫电池及锂硫电池的制备方法。本申请提供的负极片、锂硫电池，在锂金属层上覆盖一层硅材料层，利用可以脱嵌锂的硅材料层，有效抑制锂枝晶的生长，并能阻止锂金属表面固体电解质界面膜(SEI膜)被破坏，从而提升电池的循环寿命和安全性。CN113314708ACN113314708A权利要求书1/1页1.一种负极片，其特征在于，包括锂金属层(101)，以及覆盖在所述锂金属层(101)表面的硅材料层(102)。2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述硅材料层(102)由单质硅、二氧化硅、氧化亚硅、无定形硅合金中的任意一种或多种制成。3.根据权利要求2所述的负极片，其特征在于，所述无定形硅合金具体为硅锂合金、硅铜合金、硅铁合金、硅铝合金中的任意一种或多种。4.根据权利要求1‑3中任一项所述的负极片，其特征在于，所述硅材料层(102)的厚度为1‑50μm。5.根据权利要求4所述的负极片，其特征在于，所述硅材料层(102)的厚度为10‑20μm。6.根据权利要求1‑3、5中任一项所述的负极片，其特征在于，所述硅材料层(102)通过涂覆的方式在所述锂金属层(101)表面成型；或，所述硅材料层(102)与所述锂金属层(101)压合成型。7.根据权利要求1‑3、5中任一项所述的负极片，其特征在于，所述锂金属层(101)由纯锂或锂合金制成，所述锂合金具体为锂镁合金、锂锌合金、锂锡合金、锂银合金中的任意一种或多种。8.一种锂硫电池，包括正极片(11)、隔离膜(12)、负极片(10)，以及电解液，所述隔离膜(12)设置在所述正极片(11)与所述负极片(10)之间，其特征在于，所述负极片(10)为权利要求1‑7中任一项所述的负极片，且所述硅材料层(102)位于所述锂金属层(101)与所述隔离膜(12)之间。9.一种权利要求8所述的锂硫电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在锂金属层(101)表面成型硅材料层(102)，形成负极片(10)；将正极片(11)、隔离膜(12)与所述负极片(10)经卷绕或叠片进行组合，注入电解液、化成后制得锂硫电池；其中，在锂金属层(101)表面成型硅材料层(102)的方法具体如下：将硅材料与导电剂、粘结剂混合，在有机溶剂中混匀，制得硅材料浆，将硅材料浆涂覆在所述锂金属层(101)上，形成硅材料层(102)；或，将硅材料与导电剂、粘结剂混合，经干法极片工艺制成硅材料层(102)，然后将所述硅材料层(102)与所述锂金属层(101)压合成型。2CN113314708A说明书1/6页一种负极片、锂硫电池及其制备方法技术领域[0001]本申请涉及电化学储能技术领域，特别是涉及一种负极片；本申请还涉及一种锂硫电池；本申请还涉及一种锂硫电池的制备方法。背景技术[0002]锂硫电池是锂电池的一种，是以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极的一种锂电池。单质硫在地球中储量丰富，具有价格低廉、环境友好等特点。利用硫作为正极材料的锂硫电池，其材料理论比容量和电池理论比能量较高，分别达到1675mAh/g和2600Wh/kg，远高于商业上广泛应用的钴酸锂电池的容量(<190mAh/g)。[0003]锂硫电池由于采用锂金属做负极，在充放电循环过程中锂不断的溶解、沉积，在此过程中锂不均匀沉积，可能会产锂枝晶以及“死锂”，导致电池循环寿命下降，并带来安全风险。并且，锂硫电池正极中的硫元素，在充放电过程中容易形成多硫化物，多硫化物会溶解到电解液中，并在正负极之间来回穿梭。多硫化物可以与负极锂金属反应，破坏负极的电解质界面膜，造成电池循环寿命恶化。[0004]因此，如何避免锂硫电池循环寿命恶化，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。发明内容[0005]为解决上述技术问题，本发明的第一个目的为提供一种负极片；本发明的第二个目的为提供一种锂硫电池；本发明的第三个目的为提供一种