：本发明涉及锂金属电池材料，尤其涉及锂金属电池及其电芯。
背景技术：
：：1、随着对充电速度、能量密度和使用环境要求的越来越高，具有高理论比容量(3860mah g-1)的锂负极作为最有希望负极材料进入了我们的视野[1-3]。然而，锂金属表面的不均匀缺陷和超高化学活性诱发了不可控制的枝晶生长和无限制的体积膨胀[4]。更严重的是，如果枝晶继续生长，产生的焦耳热可以迅速达到隔膜的熔点，引起电池内部短路，甚至引起热失控或者灾难性爆炸事故[5]。应急管理部公布2022年一季度新能源汽车起火事故有640起，其中26％为热失控自燃。其中最近发生的特斯拉电动汽车电池组着火就是一个明显的例子。因此，锂金属电池(lmbs)的安全性需要深入思考及引起重视，需要对锂金属负极和隔膜进行改性。2、众所周知，过去提出的杂原子掺杂或包覆各种对锂有活性的材料(如ag、al2o3颗粒)的三维(3d)碳纳米纤维骨架作为锂主体可以减轻锂金属在循环过程中的体积膨胀，调节锂离子(li+)运输，降低表面张力，完善li的成核[6-7]。然而，由于3d宿主空间有限，在高电流密度和锂存储容量下仍然存在枝晶和循环稳定性差的问题。此外，为实现高能量密度的锂金属电池，实际要求的锂沉积/剥离过程中的工作电流密度需要达到4macm-2或更高[8]。而目前的商用隔膜是多种多样的多孔聚合物膜(pe或pp)存在孔隙率有限(30-40％)、锂离子转移数(tli+)低、润湿性差和导热性差等问题，工作的电流密度较小，且尖端出现局部热点和令人不满意的循环寿命[9-10]。氮化硼具有很高的热稳定性，且其强的极性有利用电解液亲和性。以往的在商业隔膜表面包覆，在电解液中添加纳米级氮化硼纳米片，添加隔层，使用固态电解质，锂金属负极表面涂覆等相关bn工作仍存在长期循环涂层脱落，电导率降低，电池能量密度降低等一些问题。另外，现有解决策略往往只关注负极和隔膜的单方面，未全面考察锂金属电池部件之间的适配性问题。参考文献：3、[1]rahman m,mateti s,cai q,et al.high temperature and high ratelithium-ionbatteries with boron nitride nanotubes coated polypropyleneseparators.4、energy storage materials,2019,19(3):352-359.5、[2]cheng x,zhao m,chen c,et al.nanodiamonds suppress the growthoflithium dendrites.nature communication,2017,8(1):1-9.6、[3]li c,liu s,shi c,et al.two-dimensional molecular brush-functionalizedporous bilayer composite separators toward ultrastable high-current densitylithium metal anodes.nature communications,2019,10(1):1363-1372.7、[4]chhowalla m,jariwala d.hyperbolic 3d architectures with 2dceramics.8、science,2019,363(6428):6428.9、[5]wang x,pan z,wu y,et al.infiltrating lithium into carbon clothdecoratedwith zinc oxide arrays for dendrite-free lithium metal anode.nanoresearch,10、2018,12(3):525-529.11、[6]zou p,chiang s w,zhan h,et al.a periodic“self-correction”schemeforsynchronizing lithium plating/stripping at ultrahigh cycling capacity.12、advanced functional materials,2020,30(21):1910532.13、[7]wu w,xu y,ke x,et al.superorganophilic maf-6/pp compositeseparatorboosts lithium metal anode performance.energy storage materials,2021,14、37(21):387-395.15、[8]li h,wu d,wu j,et al.flexible,high-wettability and fire-resistantseparators based on hydroxyapatite nanowires for advanced lithium-ionbatteries.advanced materials,2017,29(44):1703548.16、[9]li x,liu y,pan y,et al.a functional srf2 coated separator enablinga robustand dendrite-free solid electrolyte interphase on a lithium metalanode.17、journal ofmaterials chemistrya,2019,7(37):21349-21361.18、[10]bai p,guo j,wang m,et al.interactions between lithium growthsandnanoporous ceramic separators.joule,2018,2(11):2434-2449.技术实现思路1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂金属电池电芯的制备方法，旨在制备负极和隔膜协同适配、兼顾优异柔性、离子电导率、电化学性能的锂金属电池的电芯。2、本发明第二目的在于，提供所述的制备方法制得的锂金属电池电芯。3、本发明第三目的在于，提供包含所述电芯的锂金属电池。4、一种锂金属电池电芯的制备方法，制备隔膜和负极，随后将其按负极、隔膜和正极的顺序复合，即得，5、所述的隔膜以及负极的制备步骤为：6、将改性剂和bn进行球磨改性，制得改性bn纳米片；7、将包含改性bn纳米片、pan的纺丝液a进行静电纺丝处理，制得所述的隔膜；其中，纺丝液a中，改性氮化硼纳米片、pan的重量比为0.9～1.1:1；8、将包含改性bn纳米片、pan的纺丝液b进行静电纺丝处理，制得膜a，再将膜a预先在含氧气氛下进行热处理，再在保护性气氛下进行焙烧，制得负极前体，随后再对负极前体进行载锂处理，制得所述的负极；9、所述的纺丝液b中，改性氮化硼纳米片、pan的重量比为0.3～0.5:1。10、现有技术主要考察锂金属电池的单个部件的性能，还较少涉及整体电池微环境的适配问题，针对该行业状况，本发明创新地发现，采用所述比例的改性bn纳米片的纺丝液a纺丝形成的隔膜和所述比例的改性bn纳米片纺丝液b形成的隔膜、热处理、焙烧、载锂形成的锂金属负极联合，能够意外地实现协同适配，改善电池的整体微环境，能够意外地协同改善材料的电化学性能。11、本发明中，所述的隔膜制备方式和条件(如改性bn纳米片、pan为聚合物源以及二者的比例控制)以及负极的制备方式和参数条件(如改性bn纳米片、pan为聚合物源以及二者的比例控制)的联合是协同改善负极-隔膜适配性，协同改善电池微环境，并改善电池电化学性能的关键。12、本发明中，创新地对bn进行改性，如此利于实现隔膜和负极中的比例控制，有助于进一步协同改善隔膜、负极的柔性、离子电导率以及协同性能。13、本发明中，所述的改性剂为尿素、聚乙烯醇、氢氧化钠中的至少一种；14、优选地，改性剂和bn的重量比为10～5：1，优选为5～7：1；15、优选地，球磨改性阶段的转速为400～500r/m；16、优选地，球料比为25～20:1；17、优选地，球磨改性的时间为20～50h。18、本发明中，所述的pan的使用是和其他条件联合，协同改善负极和隔膜适配协同性，改善电池微环境，并协同改善电池性能的关键。19、本发明中，纺丝液a、纺丝液b中的溶剂可以为能够溶解pan的任意溶剂，例如可以为n,n-二甲基甲酰胺、乙醇、水中的至少一种；20、优选地，纺丝液a中，改性氮化硼纳米片、pan的重量比为0.95～1.05:1；21、优选地，纺丝液b中，改性氮化硼纳米片、pan的重量比为0.35～0.45:1；22、优选地，纺丝液a中，pan的浓度为0.03～0.06g/ml；23、优选地，纺丝液b中，pan的浓度为0.05～0.08g/ml。24、本发明中，隔膜制备阶段的静电纺丝条件范围为：纺丝液a的输送速度为0.8-0.9ml/h，接收距离为15～25cm，施加电压为16～20kv；纺丝针头优选为20g。25、纺丝液a经纺丝处理后，得到初膜，随后经过常规的模压处理，得到需要的隔膜，模压处理阶段的压力例如为10～30mpa，模压过程包括室温模压过程和高温模压过程，其中，高温模压过程的温度例如为150～200℃。室温模压以及高温模压阶段的时间可以为20min～60min。26、本发明中，膜a制备阶段的静电纺丝条件范围为：纺丝液b的输送速度为0.8-0.9ml/h，接收距离为15～25cm，施加电压为16～20kv；纺丝针头优选为20g。27、本发明中，含氧气氛中，氧的含量为5v％以上，优选为空气；28、优选地，热处理的温度为200～300℃，进一步优选为250～280℃；29、优选地，热处理的时间为2～4h。30、本发明中，保护性气氛为氮气、惰性气体中的至少一种；31、优选地，焙烧的温度为500～850℃，进一步优选为700～800℃；32、优选地，焙烧的时间为2～3h。33、本发明中，采用熔融或者电沉积的方式，向所述的负极前体中载锂；34、优选地，载锂量为10～15macm-2；进一步优选为12～14macm-2。35、本发明还提供了所述的制备方法制备的锂金属电池电芯。36、本发明还提供了一种锂金属电池，其包含所述制备方法制备的锂金属电池电芯。37、本发明所述的锂金属电池，其除了包含本发明所述的电芯外，其他的结构、部件和材料均可以是常规的。例如，其还包含浸泡所述电芯的电解液，封装所述电芯的电池壳等。38、有益效果39、本发明创新地提出负极和隔膜联合适配的思路，并创新地发现，基于所述的隔膜的pan、改性bn、比例的参数，以及负极中的pan、改性bn、比例的参数的特殊联合控制，如此能够实现协同，能够改善负极和隔膜的适配协同性，协同改善电池的微环境，进而协同改善电池的电化学性能。当前第1页12当前第1页12