一种金属锂带及其制备方法及使用该金属锂带的储能器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于锂金属技术领域，特别涉及一种金属锂带及其制备方法及使用该金属 锂带的储能器件。
【背景技术】
[0002] 由于锂电池具有能量密度高等特点，进入21世纪之后，其在储能器件中扮演着越 来越重要的角色。而随着使用这些锂电池的便携式电子设备微型化和长待机化的不断发 展，这些设备对锂电池的能量密度提出了越来越高的要求。因此，如何提高锂电池的能量密 度，便成为了广大锂电池研宄领域研宄者最为重点的研宄方向。
[0003] 锂电池包括金属锂负极电池和锂离子电池。
[0004] 对于锂离子电池而言，由于电极材料的原因，在首次充电过程中均会形成固体电 解质膜（SEI膜），从而消耗一部分来自正极材料中的锂离子，最终导致电芯的首次库伦效 率低于100%。例如石墨材料的首次库伦效率在90%左右，而合金阳极首次效率更低，以硅 阳极材料为例，其首次库伦效率之间65%~85%之间。为了较大幅度的提高电芯的能量密 度，就有必要提高电芯的首次库伦效率。在这方面，国内外专家均展开了广范的研宄，并取 得了一些成果：公开号为CN1290209C的中国专利申请提到将锂金属、阳极材料和非水液体 混合形成浆料，将浆料涂覆到集流体上，然后干燥浆液；该方法虽然能够起到补锂作用，最 终实现提高电芯的首次库伦效率的目的，但是整个电芯的生产工艺必须在干燥室内完成， 同时金属锂与阳极材料共混难度大，因此生产成本较高。申请号为JP1996027910的日本专 利申请采用将金属锂片覆盖在阳极片表面，然后卷绕制成电池，再灌注电解液的方法制备 锂离子电池，使用该方法补锂时，由于补锂量需求较低，需要使用厚度非常小的金属锂带。
[0005] 而对于金属锂电池而言，由于正极材料涂敷厚度及活性材料比容量的限制，其真 实需要的与其匹配的金属锂的厚度同样较小，降低现有锂电池金属锂片的厚度，同样可以 显著的提高电池的能量密度。但现有技术难以生成出厚度较小的金属锂带。
[0006] 有鉴于此，确有必要开发一种厚度较小，同时又能大批量稳定生产的金属锂带，从 而用于储能器件补锂或金属锂电池负极。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种金属锂带：包括基 材以及附着在基材上的金属锂层；该金属锂层的厚度小于等于100ym，且其与基材 之间还设置有润滑层；在润滑层作用下，基材与金属锂层之间的剥离力F的范围为： 0. 01N/8mm<F<100N/8mm。其制备方法包括基材处理与锂带制备两个步骤。本发明的金 属锂带可以非常容易的将金属锂层与基材分离，得到自支撑的金属锂带。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] 一种金属锂带，包括：
[0010] 金属锂层；以及
[0011] 基材，附着在所述金属锂层的至少一个表面上；
[0012] 所述金属锂层的厚度小于或等于100ym;
[0013] 所述金属锂层与所述基材之间还设置有润滑层；
[0014] 所述基材与所述金属锂层之间的剥离力F在0? 01N/8mm~80N/8mm之间。
[0015] 作为本发明金属锂带的一种改进，所述金属锂层的厚度小于或等于30ym。
[0016] 作为本发明金属锂带的一种改进，所述基材为金属箔材、聚合物箔材或复合箔材， 并且 0? 01N/8mm彡F彡 35N/8mm。
[0017] 作为本发明金属锂带的一种改进，所述基材为铜箔、铝箔、不锈钢箔、铝塑膜、尼龙 膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜或聚酯膜；所述基材的厚度小于或等于5mm。
[0018] 作为本发明金属锂带的一种改进，所述润滑层为固体润滑剂层或/和液体润滑剂 层。
[0019] 作为本发明金属锂带的一种改进，所述润滑层含有石墨、二硫化钼、氧化物、氟化 物、软金属、矿物油、合成油和动植物油中的至少一种。
[0020] 本发明还包括一种金属锂带的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：
[0021] 步骤1，基材处理：将润滑剂均匀布置于基材上待用；
[0022] 步骤2,金属锂带制备：将金属锂源布置于两层经过步骤1处理的基材之间，两层 所述基材的厚度分别为hi和h2,之后进行辊压，使得金属锂带均匀的分布于两层基材之 间，即得到成品金属锂带。
[0023] 作为本发明金属锂带制备方法的一种改进，步骤2所述锂源为金属锂带、金属锂 丝和金属锂粉中的至少一种。
[0024] 作为本发明金属锂带制备方法的一种改进，步骤2所述辊压方式为对辊辊压，两 辊之间的空隙为a，且（hl+h2)〈a< (hl+h2+100ym)。
[0025] 一种使用上述金属锂带富锂的储能器件，所述储能器件为锂离子电池、锂硫电池 或锂空气电池。
[0026] 本发明的有益效果在于：与传统的金属锂带不同，本发明的金属锂带及其制备方 法具有明显优势：
[0027] 首先，单纯的金属锂带，当其厚度较小时，具有非常强的粘黏性，极难成型，而本发 明引入了基材，可以起到支撑锂带和防止锂带之间粘黏到一起的双重功能。
[0028] 其次，本发明在金属层与基材之间引入了润滑层，该润滑层在外在因素作用下将 被破坏，从而使得锂金属层自动脱落下来，解决了金属锂层与基材之间粘黏后难以分离的 问题，从而得到独立支撑的厚度小的金属锂带。
[0029] 最后，该方法制备金属锂带，工艺简单，便于工业化生产。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合【具体实施方式】对本发明及其有益效果进行详细说明，但本发明的实施方 式不限于此。
[0031] 比较例1
[0032] 选择两层厚度为0. 1mm的PET聚酯薄膜为基材，之后以金属锂粉为锂源，置于两层 基材之间，用辊压机滚压，控制两辊之间的间隙为0. 203mm，之后得到金属锂均匀分布于两 薄膜之间的复合金属锂带。
[0033] 实施例1
[0034] 基材处理：选择一片厚度为0. 1mm的PET聚酯薄膜为基材，之后在其一个面上涂