[发明专利]用于负极的组合物和包含该组合物的保护膜、负极和装置有效

专利信息
申请号: 201911193150.8 申请日: 2019-11-28
公开(公告)号: CN110911685B 公开(公告)日: 2021-09-14
发明(设计)人: 陈茂华;李大光;谢远森 申请(专利权)人: 宁德新能源科技有限公司
主分类号: H01M4/62 分类号: H01M4/62;H01M4/38;H01M4/134;H01M10/0525
代理公司: 北京律盟知识产权代理有限责任公司 11287 代理人: 林斯凯
地址: 352100 福建*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 用于 负极 组合 包含 保护膜 装置
【权利要求书】:

1.一种用于制备负极保护膜的组合物,其包含:

硅材料;和

具有低电子电导率的锂离子导体材料;其中所述锂离子导体材料的电子电导率小于1E-5S/cm;

其中所述硅材料包含硅、硅合金SiMy、其组合,其中y<0.05,其中M包括B、Al、P、Fe、Co、Ni、Zn、Ge、Ga、As、Zr、In或Sn中的至少一种;

其中所述负极包括锂金属层,所述保护膜存在于所述负极的锂金属层上,所述保护膜还包含LixSi,其中1.5<x<4.0。

2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述硅材料与所述锂离子导体材料的摩尔比为1:5至20:1。

3.根据权利要求1所述的组合物,其中所述锂离子导体材料包含以下的至少一种:

LiF;Li3PO4;Li3N;LiPON;Li2O;Li4SiO4;LiAlO2;Lix1Tiy1(PO4)3,其中0x12且0y13;Lix2Aly2(Ti,Ge)z2(PO4)3,其中0x22,0y21,且0z23;Li1+x3+y3(Al,Ga)x3(Ti,Ge)2-x3Siy3P3-y3O12,其中0≤x3≤1且0≤y3≤1;Lix4Lay4TiO3,其中0x42且0y43;Lix5Gey5Pz5Sw5,其中0x510,0y51,0z52,且0w512;Lix6Siy6Sz6,其中0≤x63,0y62,且0z64;Lix7Py7Sz7,其中0≤x73,0y73,且0z77;Li2O-Al2O3-SiO2-P2O5-TiO2-GeO2陶瓷;或Li3+x8La3N2O12,其中0≤x8≤5,且N为Te、Nb、Zr。

4.一种负极的保护膜,其包含权利要求1-3中任一项所述的组合物,其中所述负极包括锂金属层,所述保护膜涂覆在所述负极的锂金属层上。

5.根据权利要求4所述的保护膜,其具有0.01微米至5微米的厚度。

6.根据权利要求4所述的保护膜,其中所述锂金属层包含锂金属、锂合金或锂化合物中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的保护膜,其中所述锂金属层为薄膜层或粉末层。

8.根据权利要求4所述的保护膜,其中在所述锂金属层和所述保护膜中,锂元素与硅元素的摩尔比大于10:1。

9.根据权利要求4所述的保护膜,其中所述LixSi具有10-14-10-10cm2/S的锂扩散系数,所述LixSi具有大于10GPa的强度。

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