一种二次电池用复合金属负极的制备方法及其产品

摘要

本发明属于二次电池制备工艺相关领域，并公开了一种二次电池用复合金属负极的制备方法，包括：在集流体制成的薄膜上通过感光膜形成阵列式的多个开孔；对应于各个开孔在内部沉积金属电极材料；继续在金属电极材料表面上填充复合电解质溶液，并使得复合电解质最终呈固体形态覆盖所述金属电极的表面，同时该复合电解质的侧面被感光膜所固定。本发明还公开了通过上述工艺所制得的相应产品。通过本发明，能够以便于操控、高效率的方式制备同时带有保护膜和固定结构的二次电池金属负极，并且既能够同时抑制金属负极与电解液的负反应和枝晶产生，又能够显著降低保护膜带来的体积膨胀和能量密度降低等不良影响，因而尤其适用于工业化大规模生产的应用场合。

主权项

一种二次电池用复合金属负极的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)清洗集流体制成的薄膜表面，然后在它的正反两面分别全部贴覆上感光膜；接着，利用掩膜并经过曝光、显影和固化处理，使得所述感光膜上形成呈阵列式分布的多个开孔，并各自曝露出位于开孔下方的集流体；(b)在所曝露出的集流体表面上，继续沉积金属电极材料，该金属电极材料选自以下材质中的一种：Li、Na、K、Mg、Li‑Sn、Li‑Al、Li‑Si，而且该金属电极材料完成沉积后的厚度小于各个所述圆形开孔的深度；(c)称取适当配比的高分子聚合物、碱金属盐和无机纳米粉末，并将这三者加入到可挥发性有机溶剂中进行溶解和分散，由此制得复合电解质溶液；其中对于所述高分子聚合物与碱金属盐而言，前者中的氧元素与后者中的碱金属两者之间的摩尔比被设定为5～100，进一步优选为6～20；所述无机纳米粉末则被设定为占所述高分子聚合物和碱金属盐两者总重量百分比的5％～100％，进一步优选为20％～35％；(d)采用流延法将所制得的复合电解质溶液分别填充到各个所述开孔中，对该复合电解质溶液中的溶剂执行挥发处理，并使得复合电解质呈固体形态且完全覆盖住所述金属电极材料的表面，同时该固体形态的复合电解质的侧面被所述感光膜所固定，由此制得所需的二次电池用复合金属负极产品。