一种用于锂金属电池的SEI层构建方法及锂金属电池

本申请属于锂金属电池，具体涉及一种用于锂金属电池的sei层构建方法及锂金属电池。

背景技术：

1、peo是复合固态电解质常用的聚合物基体材料之一，它具有锂盐溶解能力极强，玻璃化转变温度较低等特点，peo良好的可加工性和较低的成本也使其具有极高的商业化发展潜力和研发潜力。但是，peo较高的结晶度使其离子电导率较低，无法满足实际使用的需求，存在的锂枝晶生长问题造成的安全隐患也急需解决。电池循环过程中因锂金属负极体积膨胀引起的sei破裂是引起锂枝晶生长的主要因素。因此sei的稳定性决定了固态锂金属电池能否长期稳定运行。通过调节sei的组分及分布来构建稳定的sei是抑制锂枝晶生长的主要手段。

2、lif优秀的电子绝缘性和较高的界面能以及较高的机械强度在实现均匀的锂沉积方面的有效性已得到了证实。但是lif的锂离子电导率较低，严重提高了界面阻抗，限制了锂离子的迁移。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种用于锂金属电池的sei层构建方法及锂金属电池以解决锂金属电池锂离子迁移速率低的问题。

2、根据本申请实施例的第一方面，提供了一种用于锂金属电池的sei层构建方法，该方法可以包括：

3、将ki、incl3和冠醚溶于水中制备冠醚kini4填料；

4、将所述冠醚kini4填料加入到peo基固体电解质中制备锂金属电池；

5、通过所述锂金属电池的充放电循环构建lif-lii-liino2共生长sei层。

6、在本申请的一些可选实施例中，所述冠醚为二苯并-18-冠-6-醚。

7、在本申请的一些可选实施例中，所述冠醚的制备方法包括：

8、将邻苯二酚，双二氯乙基醚，koh，dmso和2，6-二叔丁基对甲苯酚密封后放入超声波反应中，加热至50-60℃，保温反应3h，加水趁热抽滤掉黑色粘稠物质，水洗，碱洗滤饼，静置滤液逐渐析出灰白色固体，抽滤，用甲醇重结晶，得到二苯并-18-冠-6-醚。

9、在本申请的一些可选实施例中，将所述冠醚kini4填料加入到peo基固体电解质中制备锂金属电池，包括：

10、将所述二苯并-18-冠-6-醚溶于二氯甲烷中，形成第一溶液；

11、将incl3·4h2o与ki溶于超纯水中，通过浓盐酸将ph值调节为1形成第二溶液；

12、于分液漏斗内将所述第一溶液与所述第二溶液搅合，充分震荡得到第三溶液；

13、当所述第三溶液静止并分层次之后，进行液体分离，对底层的有机溶剂进行干燥处理，最终获得了浅褐色的粉状物dc-ki-in并进行清洗和烘干；

14、将dc-ki-in加入到peo基固体电解质中制备锂金属电池。

15、在本申请的一些可选实施例中，将dc-ki-in加入到peo基固体电解质中制备锂金属电池，包括：

16、将peo进行真空干燥；

17、将双三氟甲烷磺酰亚胺锂进行真空烘干处理；

18、在乙腈中，以摩尔比为eo:li+＝10:1溶解peo和双三氟甲烷磺酰亚胺锂得到第四溶液；

19、将所述dc-ki-in溶于所述第四溶液，再通过干燥处理得到干燥的薄膜；

20、通过所述薄膜组装锂金属电池。

21、在本申请的一些可选实施例中，将peo进行真空干燥包括：

22、将peo在50℃真空条件下干燥48h。

23、在本申请的一些可选实施例中，将双三氟甲烷磺酰亚胺锂进行真空烘干处理包括：

24、在120℃环境中，对双三氟甲烷磺酰亚胺锂进行真空烘干处理，持续48h。

25、在本申请的一些可选实施例中，将所述dc-ki-in溶于所述第四溶液，再通过干燥处理得到干燥的薄膜，包括：

26、将不同质量的dc-ki-in分散于第四溶液中，将其连续搅拌24h，之后放入聚四氟乙烯成型的模具里，在常温环境下进行干燥处理，烘干完毕之后，在60℃的环境下烘干24h，得到干燥的薄膜。

27、在本申请的一些可选实施例中，通过所述薄膜组装锂金属电池前，还包括：

28、将所述薄膜剪裁后置入装满高纯度氩气的手套箱内。

29、根据本申请实施例的第二方面，提供了一种锂金属电池，包括采用本申请第一方面提供的一种用于锂金属电池的sei层构建方法构建的sei层。

30、本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

31、本申请实施例提供的一种用于锂金属电池的sei层构建方法该方法通过引入lif-lii-liino2共生长sei层能够显著降低peo的结晶度，使离子电导率得到显著提高，能够提高锂离子的迁移速率，降低界面阻抗，提高电池的循环性能。

1.一种用于锂金属电池的sei层构建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于锂金属电池的sei层构建方法，其特征在于，所述冠醚为二苯并-18-冠-6-醚。

3.根据权利要求2所述的一种用于锂金属电池的sei层构建方法，其特征在于，所述冠醚的制备方法包括：

4.根据权利要求2所述的一种用于锂金属电池的sei层构建方法，其特征在于，将所述冠醚kini4填料加入到peo基固体电解质中制备锂金属电池，包括：

5.根据权利要求4所述的一种用于锂金属电池的sei层构建方法，其特征在于，将dc-ki-in加入到peo基固体电解质中制备锂金属电池，包括：

6.根据权利要求5所述的一种用于锂金属电池的sei层构建方法，其特征在于，将peo进行真空干燥包括：

7.根据权利要求5所述的一种用于锂金属电池的sei层构建方法，其特征在于，将双三氟甲烷磺酰亚胺锂进行真空烘干处理包括：

8.根据权利要求5所述的一种用于锂金属电池的sei层构建方法，其特征在于，将所述dc-ki-in溶于所述第四溶液，再通过干燥处理得到干燥的薄膜，包括：

9.根据权利要求6所述的一种用于锂金属电池的sei层构建方法，其特征在于，通过所述薄膜组装锂金属电池前，还包括：

10.一种锂金属电池，其特征在于，包括采用权利要求1-9任一项所述的一种用于锂金属电池的sei层构建方法构建的sei层。