CN119447413A 一种无负极锂金属电池及其制备方法和应用 （西湖大学）

一种无负极锂金属电池及其制备方法和应用本发明涉及一种无负极锂金属电池及其制首次充电时在负极集流体上原位形成一层具有22.根据权利要求1所述的无负极锂金属电池，其中，所述正极集流体为选自金属集流5.根据权利要求1所述的无负极锂金属电池，其中，所述负极集流体为选自金属集流3将用于形成所述正极活性材料层的组合物涂布在所述正将用于形成所述电解液的包含至少一种所述含硼锂盐和氟化酰胺类化合物溶剂的组4[0002]无负极锂金属电池从结构上消除了对传统石墨/硅碳或过量金属锂的需求，避免[0004]因此，提高金属锂在集流体上沉积/剥离的可逆性是无负极锂金属电池延长循环氟代醚电解液(1mol/LLiFSIinFDMB)使325Wh/kg的无负极软包锂金属电池(Cu||[0005]另一种提高无负极锂金属电池循环寿命的思路是利用来自正极侧的锂补偿方电池循环50次保留80％的容量保持率(Electrochem.Commun.2018,89,23–26)。BingJoeHwang等人在正极侧添加20wt.％的补锂添加剂草酸锂(Li2C2O4)使得无负极锂金属电池循环50次保留80％的容量保持率(ACSAppl.Mater.Interfaces2022,14,23,26724–26732)。显然，常规补锂添加剂即使添加量达到20wt.％对无负极锂金属的循环寿命的提升也并不5等人则通过在正极侧添加18.2wt.％的补锂添加剂氧化锂(其中正极活性材料占比仅为2O分解产生的额外锂源在首次充电过程中保留在Cu集流体上，从而使得320Wh/如聚酰亚胺磷酸三苯酯共聚物的镀铝复合集流体。复合集流体能够有效增强电池安全性6括三元镍钴锰酸锂正极材料，如Li[Ni0.5Mn0.2Co0.3]O2(NCM523)、Li[Ni0.6Mn0.2Co0.2]O2材料(LMR)、锂镍锰氧正极材料(LNMO)、磷酸铁锂正[0023]所述补锂添加剂为具有释放锂离子能力且不可逆容量>50％的含锂化合物，包括Fe1添加剂为Li2NiO2和Li5FeO4中的一种[0024]基于正极活性材料层的总重量，可以含有0.5重量20重量优选为2重量%重量5重量％的量的导电材料。7沉积效果。如果锂盐的含量超过50重量那么会提高电解液的成本和粘度，并降低对极[0037]所述功能添加剂可以为盐或有机溶剂，如选自三(2,2,2一三氟乙基)亚磷酸酯(LiClO4)、三氟甲磺酸锂(LiOTf)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲基磺酰亚胺锂如基于电解液的总重量，可以含有0.1重量10重量优选为08共聚物和乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物等中的一种制成的多孔聚合物膜或两种以上制成的复持常规无负极锂金属电池的高能量密度(>350Wh/kg，甚至>400Wh/kg，>450Wh/kg以及>[0045]将用于形成所述电解液的包含至少一种所述含硼锂盐和氟化酰胺类化合物溶剂9理解成是本文已特定公开了由任一对该范围的上限或优选值与该范围的下限或优选值构[0056](1)本发明结合氟化酰胺电解液与补锂添加剂，在首次充电过程使在负极集流体此在几乎不影响能量密度的情况下显著提高无负极锂[0057](2)本发明结合氟化酰胺电解液与正极补锂添加剂的无负极锂金属电池，在实用[0058]图1显示对比例4和实施例1组装的无负极软包锂金属电池在室温下，电压窗口在双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)溶解在1.0mL乙二醇二甲醚(DME)溶剂中，得到流在设定的电压范围内测试；无负极软包锂金属电池放置在压力为200kPa的夹具中测试。电池的循环寿命定义为基于0.2C时初始[0072]正极片为12μm厚铝箔上双面[0081]正极片为12μm厚铝箔上双面[0084]无负极软包锂金属电池的制备方法与实施例1的区别在于，将电解液替换为前述[0090]无负极软包锂金属电池的制备方法与对比例1的区别在于，将电解液替换为前述[0096]无负极软包锂金属电池的制备方法与实施例3的区别在于，将电解液替换为前述[0099]无负极软包锂金属电池的制备方法与对比例5的区别在于，将电解液替换为前述在氟化酰胺电解液的无负极软包锂金属电池中加入补锂添加剂(实施例1)，循环寿命则较液的无负极软包锂金属电池中加入补锂添加剂(实施例3)，循环寿命则较对比例7提高了