一种锂金属电池负极的不对称骨架结构制造技术

一种锂金属电池负极的不对称骨架结构，属于锂金属电池技术领域。所述骨架结构具有在厚度方向上不一致的理化性质。凭借该骨架结构不完全一致的材料组分、结构、电子阻抗、离子阻抗、电解质接触角、熔融锂接触角、比表面积、孔分布、比孔容、孔隙率等理化性质，实现在锂金属电池充放电过程中对骨架结构间锂离子输运行为和骨架结构内电子传导行为的干预和引导，进而实现对金属锂沉积位置和溶解位置的精确调控。最终实现基于该骨架结构的锂金属电池负极材料在高倍率、高容量下的高稳定性、高循环效率的电池充放电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂金属电池负极的不对称骨架结构
本专利技术涉及一种锂金属电池负极的不对称骨架结构，属于锂金属电池

技术介绍
锂离子电池的成功商业化应用，带动了包括智能手机、可穿戴设备、无人机、电动汽车等行业的高速发展。但近几年来，锂离子电池的能量密度越来越接近其理论极限，其已难以满足人们和社会对储能系统越来越高的需求。在众多的电池材料中，锂金属凭借其极高的理论比容量(3860mAhg-1)和最低的氧化还原电极电位(-3.040Vvs.标准氢电极)成为了最有希望的下一代二次电池负极材料。但锂金属电池一直无法实现大规模商业化应用，其主要原因是在锂金属电池的充电过程，即锂金属的沉积过程中易生长形成树枝状的锂枝晶，锂枝晶的出现和生长，一方面可能会刺穿隔膜造成电池内部短路进而带来电池安全隐患，另一方面也会增大电池中金属锂和电解液的不可逆消耗，形成“死锂”，带来锂金属负极材料粉化等问题，严重降低了电池的循环寿命。为解决锂枝晶的生长问题，研究人员提出了多种采用骨架材料的金属锂负极(石墨烯骨架、碳纤维骨架、泡沫铜骨架、三维铜骨架、玻璃纤维骨架等等)。这些骨架材料可以在一定程度上有效地抑制锂金属沉积过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂金属电池负极的不对称骨架结构，其特征在于：该骨架结构具有在厚度方向上不一致的理化性质；所述不对称骨架结构按如下方法中的一种或几种方法制备而成：a.将理化性质不同的多种材料拼接或复合后制成骨架结构；b.将同种材料后处理成理化性质不一致后形成骨架结构；c.直接原位制备理化性质不一致的材料形成骨架结构。

【技术特征摘要】
1.一种锂金属电池负极的不对称骨架结构，其特征在于：该骨架结构具有在厚度方向上不一致的理化性质；所述不对称骨架结构按如下方法中的一种或几种方法制备而成：a.将理化性质不同的多种材料拼接或复合后制成骨架结构；b.将同种材料后处理成理化性质不一致后形成骨架结构；c.直接原位制备理化性质不一致的材料形成骨架结构。2.根据权利要求1所述的一种锂金属电池负极的不对称骨架结构，其特征在于：所述不一致的理化性质包括材料组分不一致、结构不一致、电子阻抗不一致、离子阻抗不一致、电解质接触角不一致、熔融锂接触角不一致、比表面积不一致、孔分布不一致、比孔容不一致和孔隙率不一致中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的一种锂金属电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，张睿，程新兵，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11