[发明专利]一种高能量密度无负极锂金属电池制备方法

权利要求书

1.一种高能量密度无负极锂金属电池制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、制备含有富锂材料的正极片；

步骤2、制备负极侧集流体并进行表面修饰；

步骤3、将步骤1、2中得到的正极片、负极侧集流体与隔膜组装，添加电解液后，经过活化处理得到无负极锂金属电池。

2.根据权利要求1所述的一种高能量密度无负极锂金属电池制备方法，其特征在于，步骤1具体为将正极活性物质、富锂材料、导电剂和粘接剂混合均匀，然后加入NMP制成正极浆料，涂覆在铝箔上，烘干后经辊压处理得到含有富锂材料的、表面平整的正极片。

3.根据权利要求2所述的一种高能量密度无负极锂金属电池制备方法，其特征在于，所述正极片中正极活性物质和富锂材料的质量之和为正极涂层总质量的80-96％，所述正极片中导电剂和粘结剂的质量之和为正极涂层总质量的4-20％。

4.根据权利要求2所述的一种高能量密度无负极锂金属电池制备方法，其特征在于，所述富锂材料为Li₆CoO₄、Li₅FeO₄、Li₆MnO₄中的一种或几种，所述富锂材料的首次充放电库伦效率15％，所述富锂材料的质量为正极活性物质质量的10-30％。

5.根据权利要求1所述的一种高能量密度无负极锂金属电池制备方法，其特征在于，所述富锂材料和正极活性物质的首次脱锂容量之和为正极可逆容量的1.5-3倍。

6.根据权利要求1所述的一种高能量密度无负极锂金属电池制备方法，其特征在于，所述负极侧集流体为多孔铜箔集流体，所述多孔铜箔集流体的孔径外边缘间距为0.5-2mm，孔直径为50-200μm，经涂布法、电镀法表面修饰处理后得到涂碳多孔铜箔集流体、镀锡多孔铜箔集流体中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种高能量密度无负极锂金属电池制备方法，其特征在于，表面修饰处理的具体过程如下：将无孔铜箔通过机械冲孔或激光打孔方法完成造孔，经过表面修饰处理，其中表面修饰层厚度为1-10μm。

8.根据权利要求1所述的一种高能量密度无负极锂金属电池制备方法，其特征在于，所述活化处理为大电流密度条件下金属锂形核过程以及小电流密度条件下活化沉积过程。

9.根据权利要求8所述的一种高能量密度无负极锂金属电池制备方法，其特征在于，金属锂形核过程是以2-5C电流密度达到首次充电容量的5-10％，活化沉积过程是以0.02-0.5C电流密度至充电结束，充电完成后以0.2-1C电流密度完成放电，所述充电截止电压为4.0-4.5V，放电截止电压为2.5-3.0V，活化处理完成后在预设电压区间内进行充放电循环。

10.根据权利要求8所述的一种高能量密度无负极锂金属电池制备方法，其特征在于，所述金属锂形核过程在常温加压条件下完成，所述活化沉积过程在加热加压条件下进行。