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公开(公告)号：CN107093705A
公开(公告)日：2017-08-25
申请号：CN201710177007.4
申请日：2017-03-22
Applicant: 清华大学
IPC: H01M4/1395 , H01M4/04
Abstract: 本发明公开了一种锂金属电池的锂负极表面处理方法，属于锂电池技术领域。该方法采用化学方法，将盐类或酯类作为添加剂溶解到有机溶剂中，制成电解质溶液；取电解质溶液与金属锂片反应，使得在锂片表面形成一层固态电解质保护层。本发明的操作方法简单，便于大规模的生产及定量控制；在金属锂表面原位形成的固态电解质层能有效抑制锂枝晶的产生，减少锂源的损失，使得整个电池的库伦效率在没有添加剂的条件下得到明显提高，实现了金属锂负极在电池长续航过程中的稳定和高效，在抑制金属锂枝晶和提高并保持全电池的高库伦效率方面都有明显效果。
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公开(公告)号：CN106207191A
公开(公告)日：2016-12-07
申请号：CN201510232851.3
申请日：2015-05-08
Applicant: 清华大学
IPC: H01M4/66 , H01M10/0565
Abstract: 本发明涉及一种用于提高锂金属电池循环寿命的高效负极结构。通过采用电解质添加剂形成原位沉积的固体电解质界面层或者非原位方式预先沉积一层固体电解质界面层，采用高导电性的纳米碳材料或泡沫金属材料作为三维互联通导电负极骨架，最终得到固体电解质界面层稳定的三维互联通导电负极骨架。相比于原有的金属锂片负极，本发明中的高效负极结构能够有效地抑制枝晶的出现，提高电池的库伦效率和离子扩散速率，从而提高锂金属电池的循环寿命，通过配合高容量正极材料，有助于推进新型高能量密度锂电池的实用化。
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公开(公告)号：CN109830656B
公开(公告)日：2021-04-06
申请号：CN201910019984.0
申请日：2019-01-09
Applicant: 清华大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/587 , H01M10/0525 , H01M10/0569
Abstract: 一种具有固液复合界面层的金属锂负极的制备方法,属于二次电池技术领域。该方法首先将锂带和界面层叠放，再通过轧机进行辊压，使界面层粘连在锂带的表面；然后用醚类电解液将锂带表面的界面层润湿，即可制得具有固液复合界面层的金属锂负极。所述界面层材质为无纺布、碳布、碳纸、玻璃纤维和纳米碳层中的一种或多种；醚类电解液由溶剂和锂盐组成。本发明通过利用多界面层对醚类电解液的吸附作用，在金属锂表面形成一层固液复合保护层，此固液复合保护层能使金属锂负极在酯类电解液中的循环寿命提升50％。
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公开(公告)号：CN108346776B
公开(公告)日：2021-01-15
申请号：CN201810128782.5
申请日：2018-02-08
Applicant: 清华大学
IPC: H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M4/04 , H01M10/052
Abstract: 一种三明治结构的复合金属锂负极及其制备方法，属于二次电池技术领域。该三明治结构的复合负极由集流体、锂带和界面层自下而上叠加而成。其制备方法为：首先将界面层材料配成浆料，将其涂覆于金属箔或隔膜上，烘干待用；然后将集流体、锂带和涂有界面层材料的金属箔或隔膜依次叠放，将这三层同时通过轧机进行辊压；再将压制所得三明治结构表层的金属箔或隔膜剥离，进而获得具有界面层的复合金属锂负极。本发明的制备方法操作方便、工艺简单，可实现自动成卷连续化生产，同时能保证产品的一致性和批次之间的重现性。该方法所得三明治结构复合金属锂负极可以改善锂枝晶生长、提高电池的循环寿命。
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公开(公告)号：CN108365152B
公开(公告)日：2020-09-29
申请号：CN201711450127.3
申请日：2017-12-27
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种用于锂电池的复合隔膜，适用于锂离子电池或金属锂电池。该复合隔膜是由基底层和无机锂离子导体层复合而成；所述无机锂离子导体层采用在20℃～120℃的温度下，锂离子导率大于1.0×10‑8S cm‑1的无机锂离子导体材料；无机锂离子导体材料是以颗粒状、柱状、管状和线状中的一种或几种形式存在于基底层上。基底层提供基本隔膜骨架，锂离子导体层可诱导锂离子均匀沉积，并提高隔膜的力学性能与热稳定性。本复合隔膜制备方法简单，可有效抑制由锂离子分布不均引发的锂枝晶生长，大大提高电池在宽温度范围内的循环效率与安全性。配合高容量正负极材料，可提高锂电池的循环寿命、能量密度与安全性，推动产业化进程。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106207191B
公开(公告)日：2019-02-22
申请号：CN201510232851.3
申请日：2015-05-08
Applicant: 清华大学
IPC: H01M4/66 , H01M10/0565
Abstract: 本发明涉及一种用于提高锂金属电池循环寿命的高效负极结构。通过采用电解质添加剂形成原位沉积的固体电解质界面层或者非原位方式预先沉积一层固体电解质界面层，采用高导电性的纳米碳材料或泡沫金属材料作为三维互联通导电负极骨架，最终得到固体电解质界面层稳定的三维互联通导电负极骨架。相比于原有的金属锂片负极，本发明中的高效负极结构能够有效地抑制枝晶的出现，提高电池的库伦效率和离子扩散速率，从而提高锂金属电池的循环寿命，通过配合高容量正极材料，有助于推进新型高能量密度锂电池的实用化。
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公开(公告)号：CN108448115A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810213944.5
申请日：2018-03-15
Applicant: 清华大学
IPC: H01M4/62 , H01M10/052
Abstract: 一种锂金属电池负极的不对称骨架结构，属于锂金属电池技术领域。所述骨架结构具有在厚度方向上不一致的理化性质。凭借该骨架结构不完全一致的材料组分、结构、电子阻抗、离子阻抗、电解质接触角、熔融锂接触角、比表面积、孔分布、比孔容、孔隙率等理化性质，实现在锂金属电池充放电过程中对骨架结构间锂离子输运行为和骨架结构内电子传导行为的干预和引导，进而实现对金属锂沉积位置和溶解位置的精确调控。最终实现基于该骨架结构的锂金属电池负极材料在高倍率、高容量下的高稳定性、高循环效率的电池充放电性能。
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公开(公告)号：CN107068971A
公开(公告)日：2017-08-18
申请号：CN201611129703.X
申请日：2016-12-09
Applicant: 清华大学
IPC: H01M4/13
CPC classification number: H01M4/13
Abstract: 本发明公开了一种锂电池的金属锂负极，该金属锂负极表面含有一层固态电解质保护层。本发明通过对锂负极进行电化学预处理，在锂片表面引入一层高效、稳定的固态电解质界面膜；在锂离子反复沉积和脱出过程中，该固态电解质保护层一方面可以抑制枝晶的出现，提高电池的安全性能，另一方面也可以隔绝电解液和金属锂，保护锂金属免受电解液的腐蚀；通过电镀工艺和电解液种类的筛选，实现金属锂负极的有效保护，提高锂金属电池的循环寿命。相比于没有处理的锂负极，经过固态电解质层保护的金属锂负极可以有效的抑制枝晶状锂沉积物的出现，减少电解液和金属锂的副反应，提高电池的循环效率和循环稳定性，从而提高以金属锂为负极的锂金属电池的循环寿命。
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公开(公告)号：CN105845891A
公开(公告)日：2016-08-10
申请号：CN201610318262.1
申请日：2016-05-13
Applicant: 清华大学
IPC: H01M4/134 , H01M4/62 , H01M10/052
CPC classification number: H01M4/134 , H01M4/628 , H01M10/052
Abstract: 本发明涉及一种具有双层结构的金属锂负极，该金属锂负极由底层的金属锂层及上层的表面覆盖层构成。本发明的金属锂负极利用表面的表层结构可以调控锂离子在负极表面的分布，避免锂离子在时间和空间上的聚集，实现锂离子在负极表面的均匀分布，从而抑制枝晶的出现。该金属锂负极的表层结构对锂离子的调控行为是通过对锂离子有较强吸附作用的材料来实现。相比于没有该双层结构的金属锂负极，具有该双层结构的金属锂负极可抑制锂枝晶的生长，使金属锂负极的安全性得到了保证，电池的能量利用率和循环寿命可得到较大幅度的提高。如果配合高容量正极材料使用，将有助于推进新型高能量密度锂电池的实用化进程。
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公开(公告)号：CN105449170A
公开(公告)日：2016-03-30
申请号：CN201410397895.7
申请日：2014-08-13
Applicant: 清华大学
IPC: H01M4/1397
Abstract: 本发明涉及一种用于锂硫二次电池的高硫含量正极材料制备方法。本发明的方法利用高速旋转的球磨机实现硫在正极材料载体中的有效分散，避免了原有锂硫电池正极材料制备工艺中使用加热、化学反应等方法来制备碳-硫复合物正极的方式。通过选用适当转速的球磨机，可以实现活性物质硫在正极材料中的均匀、重复性分散，对正极的硫含量可以进行有效的控制，无须通过热重等分析方法对获得的碳硫复合物材料进行硫含量标定。针对原有加热、化学反应等方法制备的碳-硫复合物，本发明选用了更加安全、易于操作的方式，避免了上述操作过程中的硫损失，为高硫含量正极的制备提供了一种全新的思路，将有助于提高锂硫二次电池的整体容量。
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