[发明专利]锂金属负极、它的制备方法及包含它的锂二次电池

说明书

本发明的一个实施例涉及锂金属负极。所述锂金属负极包含：集流体；锂金属薄膜层，其位于所述集流体的至少一面上，并且厚度为0.1μm至200μm；以及覆膜，其位于所述锂金属薄膜层表面上，所述覆膜可包含Li‑N‑C‑H‑O基离子化合物。

技术领域

本发明的实施例涉及锂金属负极、它的制备方法及包含它的锂二次电池，所述锂金属负极包含集流体、锂金属薄膜层和覆膜，利用电沉积工艺制备所述锂金属负极。

背景技术

锂金属具有高理论容量(约3860mAh/g)和低密度(约0.53g/cm³)。因此，将锂金属用作二次电池的负极材料时，可以大大提高电池的能量密度。

作为普及的锂二次电池的负极材料，主要使用理论容量为约372mAh/g的石墨，将这种石墨用作负极材料的锂二次电池的能量密度为约150～250Wh/kg。

然而，近来锂二次电池的用途已经从便携式电子设备扩展到电动工具、汽车等产业，因此对具有高能量密度的锂二次电池的需求正在增加。

为了开发出这种能量密度高的锂二次电池，积极地进行应用锂金属作为锂二次电池的负极材料的研究。

然而，锂金属负极因锂的高反应性而具有难以控制组分和性能的表面反应层，当应用锂金属负极作为锂二次电池的负极时，这种表面反应层成为降低电池的充放电性能和重现性的主要原因。

因此，亟需开发出一种技术，通过应用锂金属负极提高锂二次电池的能量密度，同时确保优异的电池充放电性能和重现性。

发明内容

技术问题

本实施例旨在提供一种具有组分和性能得到控制的表面覆膜的锂金属负极及包含它的锂二次电池。

本实施例旨在提供一种锂金属负极的制备方法，可在一个工艺内同时制备锂金属薄膜层和位于所述锂金属薄膜层表面上的覆膜。

技术方案

根据本发明的一个实施例的锂金属负极，其可包含：集流体；锂金属薄膜层，其位于所述集流体的至少一面上，并且厚度为0.1μm至200μm；以及覆膜，其位于所述锂金属薄膜层表面上，所述覆膜可包含Li-N-C-H-O基离子化合物。

所述覆膜还可包含LiF。

所述Li-N-C-H-O基离子化合物可具有Li-O、C-N、C-O及C-H键。

所述Li-N-C-H-O基离子化合物可以是由化学式1和化学式2表示的化合物中的至少一种化合物。

[化学式1]

在化学式1中，R₁和R₂分别为CH_mF_2-m(m＝0、1、2之一)，

A₁为

n1为1至10的整数。

[化学式2]

在化学式2中，R₃和R₄分别为CH_mF_2-m(m＝0、1、2之一)，

A₂为

n2为1至10的整数。

更具体地，所述由化学式1表示的化合物可以是由下述化学式1-1和化学式1-2表示的化合物中的至少一种化合物，所述由化学式2表示的化合物可以是由下述化学式2-1和化学式2-2表示的化合物中的至少一种化合物。