本技术涉及一种全固态锂金属电池中间层的制备方法及其应用。中间层由第一、第二和第三材料层依次构成,其中第一材料层采用纳米科琴黑或纳米科技材料。
背景技术
全固态硫化物锂金属电池作为一种先进的电池技术,在能量密度、安全性和循环寿命等方面具有显著优势。固态硫化物电解质相比液态电解质具有更高的热稳定性、更宽的电化学窗口和更低的自放电率,其室温下较高的离子电导率而被认为是最有潜力的固态电解质之一。锂金属拥有最低的氧化还原电位(与标准氢电极相比为-3.04 V),这使得锂金属负极在电池中能够产生更大的电势差,从而驱动电池产生更高的电压和功率。并且具有极高的理论比容量(3860 mAh g-1),远超过传统的石墨负极(约372mAh g-1),这意味着锂金属负极能够储存更多的能量,为电池提供更高的能量密度。近年来,随着新能源汽车市场的快速增长和储能领域的潜在需求,对电池性能(如高能量密度、高安全性和长寿命性能)的要求不断提高,全固态硫化物锂金属电池拥有广阔的发展前景,随着技术的不断进步,有望成为下一代电池技术的重要代表之一。
然而,全固态硫化物锂金属电池也面临着一系列的技术挑战。首先,固-固界面的接触不良会导致极大的界面阻抗,影响锂离子、电池的传输效率;第二,锂金属负极与硫化物电解质之间的界面接触差、电化学稳定性差的问题,易形成高阻抗的SEI膜,并促进锂枝晶的生长,界面阻抗的增加导致电池短路;第三,在循环过程中负极界面处的不均匀锂沉积,造成界面接触不断变差,增加锂枝晶生长的风险,尤其在高负载、高倍率条件下,锂枝晶可能穿透固态电解质使电池短路失效。
为了克服锂金属负极和硫化物电解质界面的不稳定性和枝晶生长问题,需要进行合适的界面修饰,以提高电池的稳定性和循环寿命。
实现思路