【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种用于三电极锂离子电池的锂金属参比电极，本专利技术还涉及所述锂金属参比电极的制备方法和包含所述锂金属参比电极的三电极锂离子电池。
技术介绍
1、随着全球气候变暖和空气污染问题的日益凸显，绿色低碳发展和节能减排已成为时代主流。同时，新能源汽车作为节能减碳的有效手段，在绿色低碳循环经济体系中发挥重要作用，从而给以锂离子电池为动力主体的纯电动汽车带来了广阔发展空间。锂离子电池石墨负极嵌锂过程缓慢限制了快充技术应用的进一步发展，评估石墨负极嵌锂能力和降低快充析锂风险成为了快充技术应用中的一项重点研究工作。
2、21世纪初，为了弥补两电极体系中电解液、电极材料以及电流路径等多种因素对测量造成的误差，已经有人开始尝试引入在电解液中稳定且电位已知的参比电极来构建三电极体系，从而实现对工作电极(分析对象)的独立测量和精确的电位控制。简言之，三电极体系就是在工作电极与对电极之间构建电流测试回路，在工作电极和参比电极之间构建电压测试回路，形成经典的“三电极两回路”体系。基于参比电极能够提供稳定的电位参考这一特性，可以实现对工作电极的电位进行独立测量，将其引入锂离子电池体系中能够对锂离子电池负极材料在充放电过程中的电化学行为进行分析，特别是对快充过程中负极的电位变化进行测量，为负极的析锂边界电流(最大充电电流)和析锂行为检测提供更加可靠的数据支持，因此三电极体系也成为快充技术研究中一种常用的电化学方法。
3、中国专利技术专利cn 114284564 b公开了一种通过在电芯外侧放置锂金属片获得
4、中国专利技术专利申请cn 117007658 a公开了一种固态电解质包覆参比电极的制作方法。通过部分处理含有绝缘层的金属丝使绝缘层脱落并在处理区域上包裹锂箔形成锂层，然后将固态电解质涂覆在金属锂层外侧，或者在金属丝上涂覆固态电解质后进行镀锂形成锂层。通过固态电解质降低了金属部件脱落机率，同时隔绝参比电极与正负极避免直接接触，减缓了参比电极与电解液发生副反应，保证了参比电极的稳定性。然而，由于含有固态电解质层的参比电极放置在电池内部的正、负极之间，在充放电测试过程中参比电极以及最外层的固态电解质层会影响锂离子的传输，特别是造成参比电极遮挡的负极部分嵌锂不均匀，影响实验测试结果的准确性。因此，针对整个三电极测试结构还需要进一步优化。
5、综上来看，选择锂金属作为参比电极相较于电化学镀锂不需要进行长时间镀锂，而且放置位置的选择更加灵活，电化学镀锂则必须放置在电芯内部含有锂源的正负极之间，否则难以实现镀锂，但是因此也会产生阻碍锂离子传输的不利影响，锂金属可以有效避免这一不利因素。
6、由于锂金属是一种高活泼性的碱金属，当暴露在空气中时其表面会立刻被空气中的氧气以及水分腐蚀，引起各种不可控的不良反应并产生各种异质污染物，会在作为三电极参比电极使用时影响测试结果准确性。因此，锂金属作为参比电极使用时的隔绝保护尤为重要，需要通过合适的技术在其表面构建空气/水稳定保护层，降低其与环境空气的反应性。
技术实现思路
1、专利技术目的
2、鉴于上述
技术介绍
部分中所描述的现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于三电极锂离子电池的锂金属参比电极，本专利技术还涉及所述锂金属参比电极的制备方法和包含所述锂金属参比电极的三电极锂离子电池。
3、技术方案
4、为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
5、方案1：一种用于三电极锂离子电池的锂金属参比电极，其包含锂金属部件、导线、第一保护层和第二保护层，其中
6、所述锂金属部件包含约≥98.0重量％，优选约≥99.0重量％，更优选约≥99.9重量％的锂单质含量；
7、所述第二保护层包含由吸附有第二锂盐离子液体(ionic liquid，简写为il)溶液的金属有机框架材料(metal-organic frameworks，简写为mofs)和成膜聚合物形成的li-il@mofs/聚合物复合膜，该膜将所述锂金属部件包封在内；
8、所述第一保护层包含由聚偏二氟乙烯(pvdf)和第一锂盐形成的聚合物固态电解质膜，该膜将所述锂金属部件和所述第二保护层包封在内；和
9、所述导线的一端电连接于所述锂金属部件，另一端延伸出包封所述锂金属部件的所述第二保护层和所述第一保护层。
10、方案2：根据上述方案1所述的锂金属参比电极，其中所述锂金属部件选自锂箔、锂片、锂板或锂网。
11、方案3：根据上述方案1或2所述的锂金属参比电极，其中所述锂金属部件具有在约0.1至约1mm范围内的厚度。
12、方案4：根据上述方案1至3中任一项所述的锂金属参比电极，其中所述导线包含铜丝。
13、方案5：根据上述方案1至4中任一项所述的锂金属参比电极，其中所述第一保护层的厚度在约0.1至约0.5mm范围内。
14、方案6：根据上述方案1至5中任一项所述的锂金属参比电极，其中所述第二保护层的厚度在约0.5mm至约1mm范围内。
15、方案7：根据上述方案1至6中任一项所述的锂金属参比电极，其中所述第一锂盐和所述第二锂盐各自独立地包含高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双二氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或多种。
16、方案8：根据上述方案1至7中任一项所述的锂金属参比电极，其中所述第一锂盐和所述第二锂盐是相同的，且选自六氟磷酸锂、双二氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种。
17、方案9：根据上述方案1至8中任一项所述的锂金属参比电极，其中所述聚偏二氟乙烯的分子量在约300,000至约1,100,000道尔顿范围内。
18、方案10：根据上述方案1至9中任一项所述的锂金属参比电极，其中所述聚偏二氟乙烯和所述第一锂盐的质量比例在约(2.9-3.1):1范围内。
19、方案11：根据上述方案1至10中任一项所述的锂金属参比电极，其中所述离子液体包含1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)酰亚胺盐和1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲基磺酰基)亚胺盐中的一种或多种。
20、方案12：根据上述方案1至11中任一项所述的锂金属参比电极，其中所述成膜聚合物包含分子量在约120,000至约150,000道尔顿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于三电极锂离子电池的锂金属参比电极，其特征在于，所述锂金属参比电极包含：锂金属部件、导线、第一保护层和第二保护层，其中
2.根据权利要求1所述的锂金属参比电极，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的锂金属参比电极，其特征在于，所述第一锂盐和所述第二锂盐各自独立地包含高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双二氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或多种，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的锂金属参比电极，其特征在于，
5.根据权利要求1至3中任一项所述的锂金属参比电极，其特征在于，在所述第二保护层的Li-IL@MOFs/聚合物复合膜的形成过程中，
6.制备根据权利要求1至5中任一项所述的锂金属参比电极的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求6至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，
10.一种包含电芯的三电极锂离子电池，其中所
...【技术特征摘要】
1.用于三电极锂离子电池的锂金属参比电极，其特征在于，所述锂金属参比电极包含：锂金属部件、导线、第一保护层和第二保护层，其中
2.根据权利要求1所述的锂金属参比电极，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的锂金属参比电极，其特征在于，所述第一锂盐和所述第二锂盐各自独立地包含高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双二氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或多种，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的锂金属参比电极，其特征在于，
5.根据权利要求1至3中任一项所述的锂金属参比电极，其特征在于，在所述第二保护层的li-il@mofs/聚合物复合膜的形成过程中，
...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖周敏，林定文，王雅静，闻寅，
申请(专利权)人：孝感楚能新能源创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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