本發(fā)明涉及鋰金屬電池，特別涉及一種鋰金屬界面的修飾方法、鋰金屬電池。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的快速發(fā)展和電子設(shè)備、電動汽車等領(lǐng)域的廣泛普及，人們對高效、高能量密度的電池需求日益增長。傳統(tǒng)的電池技術(shù)已無法滿足這種日益增長的需求，因此需要開發(fā)新型電池技術(shù)以滿足市場的迫切需求。在這些新型電池中，鋰金屬電池備受關(guān)注，原因在于鋰金屬電池體系具有更高的能量密度。但是，鋰金屬電池在實際應用中面臨諸多挑戰(zhàn)，如不實用的倍率性能、不安全的循環(huán)狀況和有限的循環(huán)壽命等。為了解決這些問題，科研工作者往往會從鋰金屬材料出發(fā)，對鋰金屬表面進行處理修飾。

2、在原位反應的修飾方法中，滴涂、浸泡和噴涂都是常用的修飾技術(shù)。其中，滴涂技術(shù)可以準確地控制修飾液的使用量，但是其修飾一致性受到浸潤性的影響，asei(artificial?solid?electrolyte?interphase，人工固體電解質(zhì)界面)膜往往會在液滴初始滴落的位置厚度大、成分集中，而鋰金屬的邊緣區(qū)域asei膜薄且產(chǎn)物稀少；浸泡可以有效地解決浸潤問題，且成型的asei膜厚度及成分分布均勻，一致性好，但是修飾液往往是過量的，生產(chǎn)損耗大；噴涂技術(shù)雖然修飾液使用量可控、生產(chǎn)損耗低且產(chǎn)品一致性好，但它同樣受到浸潤性的影響，且噴涂設(shè)備價格昂貴，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提出一種鋰金屬界面的修飾方法、鋰金屬電池，旨在解決現(xiàn)有鋰金屬修飾方法受浸潤性影響大的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種鋰金屬界面的修飾方法，該修飾方法包括：

3、采用載體材料對修飾液進行吸附；

4、將吸附修飾液的載體材料置于鋰金屬表面；

5、對所述載體材料施加預設(shè)壓力；

6、移除所述載體材料，干燥，得到包含人工固液界面的鋰金屬。

7、優(yōu)選地，所述載體材料為多孔聚合物薄膜。

8、優(yōu)選地，所述多孔聚合物薄膜的材質(zhì)選自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯膜、纖維素類、聚砜類、聚酰亞胺類、含氟高分子中的至少一種。

9、優(yōu)選地，所述多孔聚合物薄膜的孔隙率為20％～60％；

10、和/或，所述多孔聚合物薄膜的厚度為10μm～30μm。

11、優(yōu)選地，所述預設(shè)壓力為100kpa～900kpa；

12、和/或，壓力的施加時間為30min～120min。

13、優(yōu)選地，所述修飾液包括溶質(zhì)和溶劑；

14、所述修飾液的溶質(zhì)選自氟化銨、硝酸氧鋯、磷酸、十二烷基苯磺酸中的至少一種；

15、和/或，所述修飾液的溶劑選自二甲基亞砜、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、乙腈、甲醇中的至少一種。

16、優(yōu)選地，所述載體中所述修飾液的吸附量為20μl～50μl。

17、優(yōu)選地，所述鋰金屬選自純鋰金屬帶、銅基鋰帶、高分子基鋰帶中的一種；

18、和/或，所述鋰金屬的厚度為10μm～1000μm。

19、優(yōu)選地，所述將吸附修飾液的載體材料置于鋰金屬表面的步驟前，還包括步驟：

20、對鋰金屬進行表面處理。

21、優(yōu)選地，所述表面處理包括輥壓處理和拋光處理中的一種或兩種。

22、本發(fā)明進一步提出一種鋰金屬電池，所述鋰金屬電池包括正極、負極和間隔于所述正極與所述負極之間的隔膜；其中，所述負極為采用如前述所述的方法制得的包含人工固液界面的鋰金屬。

23、本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于：本發(fā)明采用載體材料將修飾液吸附至鋰金屬表面，并通過壓力使載體材料與鋰金屬發(fā)生緊密貼合，使修飾液能夠與鋰金屬充分發(fā)生原位化學反應，從而使得修飾后的鋰金屬表面asei膜厚度均勻，平整度較高，采用本發(fā)明的鋰金屬表面修飾方法可以提高鋰金屬人工固液界面的厚度一致性和成分分布一致性，并且修飾后的鋰金屬界面能夠有效抑制鋰枝晶的生長，提高鋰金屬電池的循環(huán)壽命。

技術(shù)特征：

1.一種鋰金屬界面的修飾方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬界面的修飾方法，其特征在于，所述載體材料為多孔聚合物薄膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰金屬界面的修飾方法，其特征在于，所述多孔聚合物薄膜的材質(zhì)選自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯膜、纖維素類、聚砜類、聚酰亞胺類、含氟高分子中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鋰金屬界面的修飾方法，其特征在于，所述多孔聚合物薄膜的孔隙率為20％～60％；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬界面的修飾方法，其特征在于，所述預設(shè)壓力為100kpa～900kpa；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬界面的修飾方法，其特征在于，所述修飾液包括溶質(zhì)和溶劑；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬界面的修飾方法，其特征在于，所述載體中所述修飾液的吸附量為20μl～50μl。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬界面的修飾方法，其特征在于，所述鋰金屬選自純鋰金屬帶、銅基鋰帶、高分子基鋰帶中的一種；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬界面的修飾方法，其特征在于，所述將吸附修飾液的載體材料置于鋰金屬表面的步驟前，還包括步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰金屬界面的修飾方法，其特征在于，所述表面處理包括輥壓處理和拋光處理中的一種或兩種。

11.一種鋰金屬電池，其特征在于，所述鋰金屬電池包括正極、負極和間隔于所述正極與所述負極之間的隔膜；其中，所述負極為采用如權(quán)利要求1至10任意一項所述的方法制得的包含人工固液界面的鋰金屬。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種鋰金屬界面的修飾方法、鋰金屬電池，修飾方法包括：對鋰金屬進行表面處理，得到處理后的鋰金屬；采用載體材料對修飾液進行吸附；將吸附修飾液的載體材料置于處理后的鋰金屬表面；對載體材料施加預設(shè)壓力；移除載體材料，靜置干燥，得到包含人工固液界面的鋰金屬。本發(fā)明采用載體材料將修飾液吸附至鋰金屬表面，并通過壓力使載體材料與鋰金屬發(fā)生緊密貼合，使修飾液能夠與鋰金屬充分發(fā)生原位化學反應，從而使得修飾后的鋰金屬表面ASEI膜厚度均勻，平整度較高，本發(fā)明的鋰金屬表面修飾方法可以提高鋰金屬人工固液界面的厚度一致性和成分分布一致性，并且修飾后的鋰金屬界面能夠有效抑制鋰枝晶的生長，提高鋰金屬電池的循環(huán)壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：林顯森,吳聲本,陳杰
受保護的技術(shù)使用者：浙江鋰威能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6