1.本发明涉及锂电池技术领域,尤其涉及一种锂电池无机固态电解质层、锂电池用复合负极片及其制备方法和应用。
背景技术:
2.锂离子电池具有能量密度高、循环性能好、使用寿命长、低自放电、无记忆效应等优点,在储能、动力电池和3c电子等方面逐渐占据更大的应用市场,具有广阔的应用前景。
3.负极材料作为锂离子电池中的重要组成部分,是限制电池能量密度、倍率等性能的主要短板之一。目前主要的负极材料包括钛酸锂负极材料、石墨负极材料、硬碳、软碳负极材料,硅碳、硅氧、硅氧碳复合负极材料、纯硅负极材料、氧化锡等金属氧化物负极材料。从储能的成本和循环性能角度考虑,循环性能好,成本低的硬碳和软碳拥有明显的优势。从3c电子的循环性能、体积能量密度和倍率性能角度考虑,循环性能、倍率性能佳的石墨负极材料有明显的优势。从动力电池的能量密度和电动车续航里程角度考虑,高容量的硅碳负极材料体系具有明显的优势。不同的负极材料在不同的细分领域都具有良好的应用前景。
4.尽管不同的负极材料可以匹配不同的应用领域,但在电池中使用几种负极材料时,依然存在安全问题,其中:
5.石墨材料存在的安全性问题为:当电池在高充电倍率的工作状态下时,电池极化增大,达到锂离子沉积过电位,锂离子在石墨颗粒表面以锂枝晶形式析出。高活性的锂枝晶与电解液发生剧烈反应,诱发电池发生热失控,并且在热失控过程中放热量急剧增加。
6.硅基材料(如硅氧、硅碳、硅氧碳和纯硅材料)存在的安全问题为:1)硅在循环过程中发生粉化,形成大量的纳米颗粒,高比表面积的硅颗粒的反应活性更高,增加电池热失控时的放热量;2)充电态的li-si合金反应活性高;3)由于硅材料不断发生体积变化,表面难以形成稳定的sei膜,对于电池热失控的抑制效果更差。
7.同时,电池的安全性能与正负极间的相互作用相关:充电态的正极材料在高温环境下析氧,并扩散至负极侧,发生剧烈的氧化还原反应,放出大量热量,最终导致热失控。
8.以上问题电池皆与负极侧相关,导致电池安全性能变差。如何有效解决负极侧的安全隐患,避免电池发生热失控的现象,已成为国内外各个企业亟需解决的问题。
9.目前,提高锂电池安全性的方法主要有:负极材料改性、电解液添加剂、添加ptc涂层、绝缘/阻燃涂层、陶瓷隔膜涂覆、正极材料包覆等。
10.例如,专利cn113233451a介绍了一种改性人造石墨的特殊方法,
声明:
“锂电池无机固态电解质层、锂电池用复合负极片及其制备方法和应用与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)