本申请涉及锂电池，特别涉及一种无集流体锂金属负极的锂金属电池及其制备方法。
背景技术：
1、理想的锂金属电池是各方面性能都能达到极致：不仅能量密度高、循环寿命长，而且还要满足高安全性和低成本等系列要求。然而，现实情况下，这些特点相互制约，某一方面性能的提升，往往意味着其他方面性能的妥协。比如，为了最大化提高锂金属电池的能量密度，通常使用铜(cu)或其他非锂基底作为无锂负极侧的锂宿主，用于承载来自正极锂离子的可逆沉积。这种无负极构型的锂金属电池能够使能量密度最大化，但由于电池中的锂源有限且与电解质之间的副反应连续发生，无负极锂宿主与一系列正极材料匹配所获得的全电池通常会经历快速的容量衰减而面临循环寿命短等难题。
2、另一种均衡能量密度和循环寿命的策略是通过降低锂金属负极的厚度，获得低负极/正极面容量比(n/p)的锂金属电池器件，负极侧单面可以提供额外的锂供给以弥补循环过程中的锂消耗以延长循环寿命，同时有限的锂侧厚度和质量也可以保证器件最终的质量能量密度和体积能量密度。但锂箔在铜集流体上的超薄、均匀、大面积、双面连续制备是当前面临的重大技术难题。目前制备超薄锂的方法最常见的有电化学沉积、蒸镀等，将锂沉积在基底上或者将熔融的锂涂布在基底上，然而这些方法生产过程复杂，成本高昂，生产效率低，不具备大规模生产的可能性。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种无集流体锂金属负极的锂金属电池及其制备方法，该锂金属电池无需制备和使用超薄锂箔负极(尤其是单面锂层厚度＜20μm)，避免了超薄锂箔大面积、均匀制备下的技术难题和成本控制。
2、为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例提供一种无集流体锂金属负极的锂金属电池的制备方法，包括以下步骤：首先，制备厚度为20μm～100μm的锂箔，并在锂箔上预留极耳位置；然后，将镍极耳固定在锂箔上预留的极耳位置，得到锂金属负极；最后，将锂金属负极与正极、正极侧集流体进行器件组装，得到无集流体锂金属负极的锂金属电池。
3、在一些示例性实施例中，制备厚度为20μm～100μm的锂箔，包括：采用电沉积、辊压、挤压、熔融后液相涂布、气相沉积、脉冲激光沉积、热蒸发或溅射沉积的方式制备20μm～100μm厚度的锂箔。
4、在一些示例性实施例中，采用辊压的方式制备20μm～100μm厚度的锂箔时，通过将锂块、锂锭或锂箔在设定值为0.01mm～0.5mm的辊压机里进行机械轧制，制得20μm～100μm厚度的锂箔。
5、在一些示例性实施例中，制得的锂箔的厚度为50μm。
6、在一些示例性实施例中，镍极耳通过焊接的方式与所述锂金属负极固定连接；所述镍极耳外露于所述锂金属负极的侧边。
7、在一些示例性实施例中，正极侧集流体包括两个铝集流体，且两个铝集流体上均设有铝极耳；在器件组装时，将两个铝集流体分别设置在两个正极远离锂金属负极的一侧。
8、在一些示例性实施例中，锂金属负极与正极之间通过隔膜隔开。
9、本申请实施例还提供了一种无集流体锂金属负极的锂金属电池，采用上述实施例所述的无集流体锂金属负极的锂金属电池的制备方法制得。
10、本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
11、本申请实施例提供一种无集流体锂金属负极的锂金属电池及其制备方法，该方法包括以下步骤：首先，制备厚度为20μm～100μm的锂箔，并在锂箔上预留极耳位置；然后，将镍极耳固定在锂箔上预留的极耳位置，得到锂金属负极；最后，将锂金属负极与正极、正极侧集流体进行器件组装，得到无集流体锂金属负极的锂金属电池。
12、本申请针对现有技术中生产过程复杂、成本高昂、生产效率低，且不具备大规模生产的可能性的技术问题，提供一种无集流体附着的锂金属负极的锂金属电池的制备方法以及一种高能量密度锂金属电池构型。利用锂本身具有的导电子特性，锂金属负极侧可以取消传统集流体而直接用纯锂箔或锂基复合箔充当负极。一方面，该构型下的锂金属电池无需制备和使用超薄锂箔负极(尤其是单面锂层厚度＜20μm)，避免了超薄锂箔大面积、均匀制备下的技术难题和成本控制。另一方面，传统铜箔集流体为电池的非活性组分，集流体的去除可以从质量和体积两个维度减少锂金属电池中非活性组分的占比，显著提高电池的质量能量密度和体积能量密度。本申请实施例为锂金属负极的使用形态做了新的有益探索，有望助力高能量锂金属电池的实际应用。
1.一种无集流体锂金属负极的锂金属电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的无集流体锂金属负极的锂金属电池的制备方法，其特征在于，制备厚度为20μm～100μm的锂箔，包括：
3.根据权利要求2所述的无集流体锂金属负极的锂金属电池的制备方法，其特征在于，采用辊压的方式制备20μm～100μm厚度的锂箔时，通过将锂块、锂锭或锂箔在设定值为0.01mm～0.5mm的辊压机里进行机械轧制，制得20μm～100μm厚度的锂箔。
4.根据权利要求1所述的无集流体锂金属负极的锂金属电池的制备方法，其特征在于，制得的锂箔的厚度为50μm。
5.根据权利要求1所述的无集流体锂金属负极的锂金属电池的制备方法，其特征在于，所述镍极耳通过焊接的方式与所述锂金属负极固定连接；所述镍极耳外露于所述锂金属负极的侧边。
6.根据权利要求1所述的无集流体锂金属负极的锂金属电池的制备方法，其特征在于，所述正极侧集流体包括两个铝集流体，且两个铝集流体上均设有铝极耳；
7.根据权利要求1所述的无集流体锂金属负极的锂金属电池的制备方法，其特征在于，所述锂金属负极与正极之间通过隔膜隔开。
8.一种无集流体锂金属负极的锂金属电池，其特征在于，采用如权利要求1至7任一项所述的无集流体锂金属负极的锂金属电池的制备方法制得。
