一种补锂集流体及其制备方法和应用

技术特征：
1.一种补锂集流体，其特征在于，包括负极集流体，以及在所述负极集流体上依次设置的锂源层和金属保护层；所述锂源层的厚度为1～20μm；所述金属保护层的厚度为50nm～5μm。2.根据权利要求1所述的补锂集流体，其特征在于，所述锂源层的组分为纯金属锂或富锂合金。3.根据权利要求2所述的补锂集流体，其特征在于，所述富锂合金为li与金属r形成的锂合金li-r，其中所述金属r指cu、al、sn、zn、mg、ca、ba、ag、in、bi、ge金属中的至少一种；所述锂合金li-r中包含金属li单质相、以及li
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r金属间化合物或固溶体相，且li
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r金属间化合物或固溶体相形成了三维骨架结构。4.根据权利要求1所述的补锂集流体，其特征在于，所述金属保护层中的金属包括al、sn、zn、mg、ag、ga、in和ge中的任一种；优选地，所述负极集流体包括铜箔、钛箔或不锈钢箔。5.一种如权利要求1～4任一项所述的补锂集流体的制备方法，其特征在于，其包括：将含锂金属片加热至熔融状态，得到熔融金属液；将所述熔融金属液均匀分散至温度为200～800℃的所述负极集流体上，以100～1000℃/min的速率快速冷却，得到负载于所述负极集流体上的锂源层；再在所述锂源层上制备金属保护层。6.根据权利要求5所述的补锂集流体的制备方法，其特征在于，制备所述金属保护层的方法包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、电化学沉积法和溶液置换反应法中的任一种。7.根据权利要求5所述的补锂集流体的制备方法，其特征在于，将所述熔融金属液均匀分散至所述负极集流体的方法包括熔融流延法、熔融涂布法。8.根据权利要求5所述的补锂集流体的制备方法，其特征在于，所述将所述含锂金属片加热至熔融状态过程中的加热温度为200～800℃；优选地，所述含锂金属片包括固态金属锂片或富锂合金片；优选地，所述富锂合金片包括li-cu合金片、li-al合金片、li-sn合金片、li-zn合金片、li-mg合金片、li-ca合金片、li-ba合金片、li-ag合金片、li-in合金片、li-bi合金片、li-ge合金片中的至少一种。9.一种锂电池的负极极片，其特征在于，其包括如权利要求1～4任一项所述的补锂集流体，以及负极活性层。10.一种锂电池，其特征在于，其包括正极极片、电解质、以及如权利要求9所述的负极极片。

技术总结
本发明公开了一种补锂集流体及其制备方法和应用，属于锂电池技术领域。该补锂集流体包括负极集流体，以及在负极集流体上依次设置的锂源层和金属保护层；锂源层的厚度为1～20μm；金属保护层的厚度为50nm～5μm。这种补锂集流体通过在负极集流体上设置厚度可控的锂源层及金属保护层，有效提升了负极的安全性及稳定性，增加了锂电池的循环容量保持率。与现有负极补锂技术相比，本发明提供的补锂集流体及其制备方法，在现有技术之上，提供了一种全新的补锂方式，此方式可实现精确预锂化，同时生产工艺简单，无需大型昂贵设备投入，实现了低成本、高安全性能的补锂集流体的制备。高安全性能的补锂集流体的制备。高安全性能的补锂集流体的制备。


技术研发人员：李晶泽 谢佳 白洋 周爱军
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2022.05.18
技术公布日：2022/8/19