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本发明涉及一种同时抑制锂枝晶和过渡金属溶出的双涂层隔膜及制备方法和应用隔膜的锂金属电池,双涂层隔膜正对正极一侧涂层含有聚合物粘结剂和可吸湿材料。隔膜正对负极一侧涂层含有聚合物粘结剂和可与锂发生化学和合金反应的无机物。本发明制备的隔膜正对正极一侧的涂层可吸附电池电解液中的水分,减少氢氟酸的生成,进而减缓正极过渡金属溶出;正对负极一侧的涂层在电解液环境中与锂负极接触并静置一段时间后,涂层中无机物可与锂发生原位反应并最终转化为含锂合金以及含锂无机物,在循环过程中作为负极隔膜之间的界面层降低界面阻抗并加速锂离子传输,减少枝晶生成。通过两种涂层各自的优异性能,双管齐下,改善电池容量保持率和循环寿命。

本发明提出的一种同时抑制锂枝晶和过渡金属溶出的双涂层隔膜及制备方法和应用隔膜的锂金属电池，双涂层隔膜包括隔膜以及涂覆于隔膜两侧的涂层，分别正对正负极。所述隔膜正对正极一侧涂层含有聚合物粘结剂和可吸湿材料。所述隔膜正对负极一侧涂层含有聚合物粘结剂和可与锂发生化学和合金反应的无机物。与现有技术相比，本发明制备的隔膜正对正极一侧的涂层可吸附电池电解液中的水分,减少氢氟酸的生成，进而减缓正极过渡金属溶出；正对负极一侧的涂层在电解液环境中与锂负极接触并静置一段时间后，涂层中无机物可与锂发生原位反应并最终转化为含锂合金以及含锂无机物，在循环过程中作为负极隔膜之间的界面层降低界面阻抗并加速锂离子传输，减少枝晶生成。通过两种涂层各自的优异性能,双管齐下,改善电池容量保持率和循环寿命。

锂电池是目前最为广泛利用的一种电池，其具有能量密度大、自放电率低、电势差高等优点。锂离子电池已在众多领域实现了应用，如手机、电动汽车、卫星、飞船、水下机器人等。但是，锂电子并非没有缺点，其在功率密度、使用寿命等方面还有改进的空间。通过两种涂层各自的优异性能,双管齐下,改善电池容量保持率和循环寿命。

发明人： 马越 张敏 甘亦晨 冯瑞轩 王鹤林 周可凡 西北工业大学（简称西工大）坐落于陕西西安，是一所以发展航空、航天、航海等领域人才培养和科学研究为特色的国家“双一流”建设高校，隶属于工业和信息化部。学校1960年被国务院确定为全国重点大学，“七五”“八五”均被国务院列为国家重点建设高校之一，1995年首批进入“211工程”，2001年进入“985工程”，2017年进入“一流大学”建设高校（A类）行列，是“卓越大学联盟”成员高校，是“一带一路”航天创新联盟发起高校。

锂电池在循环过程中，杂质会积攒在电池富镍阴极中。而镍虽然是锂电池能量密度的关键，但其具有不稳定性。这就容易导致在第一次充电和放电循环期间，镍阴极表面形成杂质，从而反过来又使电池的存储容量减少 10% 到 18%。

此外，镍在阴极结构的表面下产生了不稳定性，随着时间的推移，也会开始降低电池的存储容量。所以锂电池在长时间使用之后，续航能力往往会明显下降。

未来，涂层可能是提高锂电池初始容量和长期容量保持率的有效途径。

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