金属锂的钝化保护及应用

摘要：

锂金属是高能量密度电池的研究重点之一,也是锂空、锂硫、全固态电池等新型电池中负极材料的重要候选者.然而锂金属本身具有高的活性,易与各种溶剂和空气中各类物质快速反应并可能引发起火、燃烧、爆炸等安全风险以及后续电化学性能的劣化.因此发展金属锂钝化技术提高其在空气中的稳定性具有重要的意义.本文首先简述了锂金属在空气中腐蚀与损耗的机理,提出金属锂与多种物质不可控的反应是造成应用安全问题的重要原因,接着从三个方面介绍了金属锂负极钝化技术的进展,包括:①利用ALD、MLD、磁控溅射以及真空镀膜和高分子涂膜等物理镀膜或涂层工艺实现物理保护;②通过表面原位化学反应对锂表面处理生成锂合金、无机化合物、固体电解质和有机化合物等保护层;③通过巧妙的整体结构设计来获得稳定的金属锂负极.并结合其工艺原理分别分析了各个方法优缺点.综述了金属锂负极钝化技术在预锂化、传统电解液体系锂基电池和全固态锂电池等能源存储领域中的应用.最后,针对三种方法的特点,从解决高昂成本和整体环境保护等问题的角度展望了金属锂负极钝化加工技术未来的可能发展方向.

关键词：锂金属负极、高能电池、空气稳定性、表面钝化、预锂化

所属期刊栏目：10

分类号：TM912

资助基金：国家自然科学基金52072138

在线出版日期：2021-06-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：974-986