【技術實現步驟摘要】
本申請涉及鋰金屬電池，尤其涉及一種鋰化隔膜及制備方法和應用。
技術介紹
1、鋰金屬由于其低密度(0.534g/cm3)，高理論容量(3860ma?h/g)，以及低標準電極電勢(相對于氫標準電極電勢為-3.04v)，是實現高能量密度電池的理想負極材料。然而，鋰金屬負極在循環過程中存在多種不穩定性，包括在連續電鍍和剝離過程中電解質的分解以及鋰枝晶的過度生長，這不僅增加了鋰金屬負極的比表面積，加速了鋰枝晶的生長，還導致有限量的電解液被快速消耗，從而引發嚴重的安全隱患。因此，為了延長鋰金屬電池(lmb)的循環壽命并提高安全性，調控鋰離子的均勻電鍍和提高庫倫效率(ce)顯得至關重要。酯基電解質因為具有較寬的電化學窗口、低成本和高沸點/閃點，被認為是商業化lmb的有前景的電解質。然而，由于鋰金屬負極在酯基電解質中脆弱的sei和界面處不穩定的li+傳輸，導致了低的ce，連續生長的鋰枝晶和短的循環壽命。目前，已經有大量改進集中于合金型負極，電解液，鋰鹽，添加劑，隔膜等，這些工作被證明可以抑制鋰枝晶的生長，但由于較為復雜的工藝條件和高昂的成本抑制了他們的發展。因此，尋求一種低成本，多功能的方法來提升酯基電解液中lmb的循環壽命和安全性是十分關鍵的。
2、作為鋰金屬電池的關鍵部件之一，隔膜的主要功能是防止正負極直接接觸而發生短路。由于隔膜和正負極直接接觸，因此其與li+的傳輸和鋰金屬的電鍍/剝離聯系緊密。目前大部分商業化的隔膜由聚烯烴化合物如聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、相關的pe/pp復合材料構成，這類隔膜通常具有較差的潤濕性、熱穩
技術實現思路
1、本申請提供了一種鋰化隔膜及制備方法和應用，以解決如下技術問題：如何同時提高鋰金屬電池的ce和安全性。
2、第一方面，本申請提供了一種鋰化隔膜，所述鋰化隔膜包括：
3、基膜；以及
4、涂層，所述涂層附著于所述隔膜的至少部分區域，所述涂層含有li+嵌入的無機物，所述li+嵌入的無機物的化學式為lixaabb-δ，其中，aabb表示無機物，0＜x＜a；0＜δ＜b。
5、可選的，所述li+嵌入的無機物為非晶態結構。
6、可選的，所述li+嵌入的無機物包括：lixtio2-δ、lixzno1-δ、lixsno2-δ以及lixmno2-δ中的至少一種。
7、可選的，所述li+嵌入的無機物的負載量＞0且≤1.6mg/m2。
8、可選的，所述涂層的厚度＞0且≤10μm。
9、可選的，所述基膜為聚烯烴隔膜，所述聚烯烴隔膜包括：聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜以及聚乙烯和聚丙烯復合隔膜。
10、第二方面，本申請提供了一種第一方面中任意一項實施例所述的鋰化隔膜的制備方法，所述方法包括：
11、將無機物填料、聚偏氟乙烯及溶劑進行混合，得到混合漿料；
12、將所述混合漿料涂覆于所述基膜的至少部分區域，以形成所述涂層，得到復合隔膜；
13、將所述復合隔膜進行電化學預鋰化，得到鋰化隔膜。
14、可選的，所述無機物填料與聚偏氟乙烯的質量比為(7～9):(1～3)。
15、可選的，所述聚偏氟乙烯的質量濃度為30mg/ml～70mg/ml。
16、第三方面，本申請提供了一種鋰金屬電池，所述鋰金屬電池包括第一方面中任意一項實施例所述的鋰化隔膜。
17、本申請實施例提供的上述技術方案與現有技術相比具有如下優點：
18、本申請提供了一種鋰化隔膜，該鋰化隔膜包括：基膜；以及涂層，所述涂層附著于所述隔膜的至少部分區域，所述涂層含有li+嵌入的無機物，所述li+嵌入的無機物的化學式為lixaabb-δ，其中，aabb表示無機物，0＜x＜a；0＜δ＜b。鋰化隔膜的基膜作為支撐體，確保了隔膜的機械強度和穩定性。而涂層則附著在基膜的至少部分區域，含有li+嵌入的無機物。涂層結構在納米尺度上具有高度均勻的離子通道，有利于li+的均勻傳輸。同時，由于大量li+的嵌入，無機物的金屬離子被還原，無機物的晶體結構缺失，產生大量的氧空位，還原性增強，使鋰金屬上天然的鈍化層可以優先反應，降低了成核過電位。構建多氧空位位點的隔膜，有利于鋰鹽的解離，提升鋰離子的遷移數，促進鋰離子的均勻分布。此外，電鍍后形成的樂高積木的構造有效保護了隔膜不被枝晶穿透。從而同時提高了鋰金屬電池的ce和安全性。
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1.一種鋰化隔膜，所述鋰化隔膜包括：
2.根據權利要求1所述的鋰化隔膜，其特征在于，所述Li+嵌入的無機物為非晶態結構。
3.根據權利要求2所述的鋰化隔膜，其特征在于，所述Li+嵌入的無機物包括：LixTiO2-δ、LixZnO1-δ、LixSnO2-δ以及LixMnO2-δ中的至少一種。
4.根據權利要求3所述的鋰化隔膜，其特征在于，所述Li+嵌入的無機物的負載量＞0且≤1.6mg/m2。
5.根據權利要求1所述的鋰化隔膜，其特征在于，所述涂層的厚度＞0且≤10μm。
6.根據權利要求1所述的鋰化隔膜，其特征在于，所述基膜為聚烯烴隔膜，所述聚烯烴隔膜包括：聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜以及聚乙烯和聚丙烯復合隔膜。
7.一種權利要求1～6中任意一項所述的鋰化隔膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括：
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述無機物填料與聚偏氟乙烯的質量比為(7～9):(1～3)。
9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯的質量濃度為30mg/mL～70mg
10.一種鋰金屬電池，其特征在于，所述鋰金屬電池包括權利要求1～6中任意一項所述的鋰化隔膜。
...【技術特征摘要】
1.一種鋰化隔膜，所述鋰化隔膜包括：
2.根據權利要求1所述的鋰化隔膜，其特征在于，所述li+嵌入的無機物為非晶態結構。
3.根據權利要求2所述的鋰化隔膜，其特征在于，所述li+嵌入的無機物包括：lixtio2-δ、lixzno1-δ、lixsno2-δ以及lixmno2-δ中的至少一種。
4.根據權利要求3所述的鋰化隔膜，其特征在于，所述li+嵌入的無機物的負載量＞0且≤1.6mg/m2。
5.根據權利要求1所述的鋰化隔膜，其特征在于，所述涂層的厚度＞0且≤10μm。
6.根據權利要求1...
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