[发明专利]一种石墨负极结构组合及其制备方法、锂电池电芯

权利要求书

1.一种石墨负极结构组合，其特征在于：包括负极结构和形成在所述负极结构上的表面修饰层，所述负极结构包括负极集流体和形成在所述负极集流体上的石墨负极层，所述负极集流体、石墨负极层和表面修饰层叠加设置，所述石墨负极层包括石墨活性材料，所述表面修饰层包括具有离子传导特性的锂化合物。

2.如权利要求1所述的石墨负极结构组合，其特征在于：所述表面修饰层包括的具有离子传导特性的锂化合物为卤化锂(LiX，X＝F、Cl、Br、I)、氮化锂(Li₃N)、磷化锂(Li₃P)、Li₂A(A＝O、S、Se等)、磷酸锂(Li₃PO₄)、碳酸锂(Li₂CO₃)、锂磷氧氮固态电解质(LiPON)、铌酸锂(LiNbO₃)、钽酸锂(LiTaO₃)、石榴石型的Li₇La₃Zr₂O₁₂、或者Li₇La₃Zr₂O₁₂改性掺杂物中的任一种。

3.如权利要求1所述的石墨负极结构组合，其特征在于：所述表面修饰层的厚度为20-120nm。

4.一种锂电池电芯，其特征在于包括如权利要求1-3中任一项所述的石墨负极结构组合。

5.如权利要求4所述的锂电池电芯，其特征在于：还包括正极结构以及电解质，所述正极结构跟所述负极结构组合相对设置，所述电解质位于负极结构组合和正极结构之间，所述表面修饰层跟所述电解质接触。

6.一种石墨负极结构组合的制备方法，其特征在于包括以下步骤：提供形成有石墨负极层的负极集流体，然后在石墨负极层上远离负极集流体一侧利用物理气相沉积法形成所述表面修饰层，所述表面修饰层包括具有离子传导特性的锂化合物。

7.如权利要求6所述的石墨负极结构组合的制备方法，所述表面修饰层包括具有离子传导特性的锂化合物为卤化锂(LiX，X＝F、Cl、Br、I)、氮化锂(Li₃N)、磷化锂(Li₃P)、Li₂A(A＝O、S、Se等)、磷酸锂(Li₃PO₄)、碳酸锂(Li₂CO₃)、锂磷氧氮固态电解质(LiPON)、铌酸锂(LiNbO₃)、钽酸锂(LiTaO₃)、石榴石型的Li₇La₃Zr₂O₁₂、或者Li₇La₃Zr₂O₁₂改性掺杂物中的任一种。

8.如权利要求7所述的石墨负极结构组合的制备方法，其特征在于：所述利用物理气相沉积法在所述石墨负极层上形成表面修饰层的方法具体为磁控溅射法，所述磁控溅射法的步骤具体为：

提供形成有石墨负极层的负极集流体作为基板；

安装表面修饰层靶材；

将腔体真空抽到5×10^-4Pa以下；

加热基片架的温度；

调节气压、溅射功率、通入气体进行溅射。

9.如权利要求8所述的石墨负极结构组合的制备方法，其特征在于：基片架温度为：50-120℃，调节气压为0.2-3Pa，溅射功率为：80-120W。

10.如权利要求8所述的石墨负极结构组合的制备方法，其特征在于：当所述表面修饰层包括具有离子传导特性的锂化合物为锂磷氧氮固态电解质(LiPON)时，基片架温度为：50-120℃气压，溅射功率为：80-120W，气压为0.2-0.5Pa、通入的气体为氮气。