[发明专利]锂金属电池

说明书

本发明提供了一种锂金属电池，涉及电池领域。该锂金属电池，包括：正极、负极、和介于所述正极与所述负极之间的隔离膜以及浸润所述隔离膜的电解液；所述负极包括负极集流体和复合于所述负极集流体至少一侧表面的锂铝合金层；所述电解液包括电解质和溶剂，所述溶剂中含有成膜剂，所述成膜剂为FEC和/或DFEC。该锂金属电池能够解决现有锂金属电池循环性能差和安全性能差的问题，从而提供一种循环性能好和安全性能佳的锂金属电池。

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种锂金属电池。

背景技术

锂离子电池(简称LIBs)因其高电压、高比能量、循环寿命长等优点而广泛应用于电子产品领域。随着新能源汽车，风能太阳能等的储能的需求量越来越大，对锂离子电池的要求也越来越高，目前商业化的锂离子电池已渐渐不能满足储能需求。

由于锂金属具有极高的理论比容量(3860mAh/g)和极低的电化学电位，以锂金属为阳极的锂金属电池(简称LMBs)具有极高的理论能量密度，因此，锂金属电池是最有希望的下一代高能量密度存储设备之一，以满足新兴行业的严格要求。

LMBs中锂离子的行为与LIBs中锂离子的插入/脱嵌行为完全不同。通常，在充电期间，锂离子从外部电路获得电子，然后以金属-锂颗粒的形式直接沉积在负极表面或下方。锂离子在沉积的过程中，由于沉积的不均匀性会带来一系列的问题，如锂金属负极在充放电过程中的体积膨胀，导致电解液消耗加剧，从而降低电池的循环性能；同时锂金属沉积的不致密性在循环过程中会导致沉积锂的枝晶生长，严重时会引起失火等安全问题。这严重阻碍了锂金属电池的商业化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂金属电池，以解决上述所提及技术问题中的至少一个。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种锂金属电池，包括：

正极、负极、和介于所述正极与所述负极之间的隔离膜以及浸润所述隔离膜的电解液；

所述负极包括负极集流体和复合于所述负极集流体至少一侧表面的锂铝合金层；

所述电解液包括电解质和溶剂，所述溶剂中含有成膜剂，所述成膜剂为FEC和/或DFEC。

进一步地，所述锂铝合金层中，铝的质量百分含量为0.1～3％，优选为0.3～2％，进一步优选为0.3～0.8％。

进一步地，所述锂铝合金层与所述负极集流体的粘结力≥0.01N/mm。

进一步地，所述锂铝合金层的厚度10～40μm，优选为15～30μm，进一步优选为15～25μm。

进一步地，所述成膜剂占所述溶剂的质量百分含量为15～80％，优选为15～55％，进一步优选为20～40％。

进一步地，所述电解质为LiFSI和/或LiTFSI。

进一步地，所述电解液中，所述电解质的摩尔浓度为0.5～6mol/L，优选为0.8～4mol/L，进一步优选为1～2mol/L。

进一步地，所述锂金属电池化成后，所述负极表面含有Li₃N和/或LiF。

进一步地，所述锂金属电池化成后，所述负极表面含有Li₃N和LiF。

进一步地，所述锂金属电池化成后，所述负极表面还含有氮氧化锂。

本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：