[发明专利]一种锂金属负极、制备方法及锂金属电池

说明书

本发明公开了一种锂金属电池的负极、制备方法及锂金属电池。本发明锂金属负极包含金属锂箔和集流引出条，其中锂箔包括主体部分和导流部分；导流部分位于主体部分一边，并延伸于主体部分之外，在电池中不与正极主体部分相对，不参与反应，保证主体部分的平整性。集流引出条与金属锂箔的导流部分联接，压接集流引出条的位置位于锂箔负极主体部分和正极主体部分之外，可保证叠片后的锂金属电池变得更加平整，一方面容易可以保证测试时上夹板或电池成组施加压力时避免由于负极本体不平整导致电池发生内短路，另一方面可以减少锂沉积的电流密度不均匀而导致的循环性能的恶化。

技术领域

本发明属于化学电源技术领域，具体涉及一种锂金属电池负极、制备方法及采用该负极的锂金属电池。

背景技术

随着科学技术的发展，新能源汽车、电动工具、电动无人机、电动船舶等领域对电池的比能量要求越来越高，现有的锂离子电池已经无法满足能量密度的需求。以锂金属作为负极的锂金属电池，比能量可达500Wh/kg以上，是未来高比能电池的发展方向。

传统锂金属负极制备方式主要是将锂带或锂箔压接到集流体上。如中国发明专利200820073651.3将锂箔对折中间夹不锈钢或镍金属集流网并紧密压合在一起制备锂负极。中国发明专利201310250752.9将铜箔作为锂负极集流体，至少一侧紧密设置有金属锂箔或合金锂箔作为电池的负极。中国发明专利201810993887.7也具有类似的铜箔作为集流体的结构。这种整体面积的锂负极集流体虽然具有防止锂循环过程锂带断裂导致容量跳水的作用，但是会增加电池的重量，难以满足未来500Wh/kg以上高比锂金属电池的需求。

为了进一步减轻重量，提高电池比能量，部分专利开始取消整体面积的锂负极集流体，改用压接引出条设计。如中国发明专利201410705352.7、201811611825.1将集流体镍箔、铜箔或发泡镍与负极端部一角压接在一起，另一端用于叠片后焊接极耳。中国实用新型专利201821341529.X同样将锂带上叠置有沿竖向延伸的非锂金属凸耳，所述非锂金属凸耳的一端突出于所述锂带，所述非锂金属凸耳突出于所述锂带的部分用于焊接极耳。上述这种结构由于引出条直接压接在锂带或锂箔主体表面，容易造成锂负极本体厚度不平整，压接集流体部位易凸起，导致叠片后电池厚度不均匀。这种厚度凸起会导致一方面容易造成测试时上夹板或电池成组施加压力时导致电池容易发生内短路，另一方面容易造成锂沉积的电流密度不均匀，导致循环的恶化。

因此需要开发一种新型的锂金属电池的负极制造方法，确保锂负极主体平整，避免叠片后电池厚度不均匀而导致的电池内短路或循环的恶化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种锂金属电池的负极、制备方法及锂金属电池。其中锂金属负极包含金属锂箔和集流引出条，其中锂箔包括主体部分和导流部分；导流部分位于主体部分一边，并延伸于主体部分之外，在电池中不与正极主体部分相对，不参与反应，保证主体部分的平整性。集流引出条与金属锂箔的导流部分联接，压接集流引出条的位置位于锂箔负极主体部分和正极主体部分之外，可保证叠片后的锂金属电池变得更加平整，一方面容易可以保证测试时上夹板或电池成组施加压力时避免由于负极本体不平整导致电池发生内短路，另一方面可以减少锂沉积的电流密度不均匀而导致的循环性能的恶化。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种锂金属负极，包括金属锂箔和集流引出条，其中金属锂箔包括主体部分和向主体部分外延伸的导流部分，导流部分的宽度为主体部分宽度的10％～100％，长度为7～15mm；集流引出条与导流部分联接。

进一步的，所述集流引出条与导流部分通过压接的方式联接，压接部位的总厚度≤主体部分厚度的105％。

进一步的，金属锂箔中，主体部分和导流部分厚度相同，为0.1～0.3mm。

进一步的，集流引出条的厚度小于金属锂箔中主体部分厚度的15％。