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一种抑制锂枝晶的铜锌合金集流体制造技术

技术编号:18974208 阅读:206 留言:0更新日期:2018-09-19 04:20
本发明专利技术涉及一种抑制锂枝晶的铜锌合金集流体。通过在常规集流体上覆盖一层铜锌合金:铜锌合金的厚度为10nm~1μm,铜锌合金中锌的原子含量为1%~5%。相比常规集流体,铜锌合金集流体可以为金属锂沉积提供更多的活性位点,以负载有金属锂的合金集流体或普通铜箔作为负极,采用Celgard 2325隔膜,金属锂作为参比电极和对电极,在充满氩气的手套箱内装成扣式电池。用蓝电进行沉积/溶解实验。电流密度为:0.5mA cm‑2,相比铜箔电极仅仅循环了520小时后,电压滞明显增大,铜锌合金负极在循环1000小时后,仍然保持着较小的电压滞。我们将这种集流体应用到锂‑磷酸铁锂全电池上,相比采用普通集流体材料的金属锂负极,电池的电化学性能同样有了明显的改善和提高。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制锂枝晶的铜锌合金集流体
本专利技术涉及一种抑制锂枝晶的铜锌合金集流体,应用于高储能金属锂电池领域。
技术介绍
随着电动汽车、手机、笔记本电脑等行业的高速发展,人们对高能量密度、高安全性的储能电池的需求日益增长。在各类电池体系中,金属锂由于其最高的理论比能量(3860mAhg-1)及最低的氧化还原电极电势(-3.040Vvs.标准氢电极)而成为下一代电池负极材料的研究热点。然而,金属锂负极在充放电过程中,易形成针状或树枝状的锂枝晶。锂枝晶的形成和生长会给电池体系带来不可逆的容量损失,甚至可能会穿过隔膜而导致电池正负极内部短路,埋下电池过热自燃等安全隐患。为解决这些问题,科研工作者们从电池结构设计、电解质体系调控等角度进行了诸多尝试,但目前还都不能完美解决金属锂负极的循环效率低、循环稳定性差、安全性低等问题。抑制金属锂枝晶的生长需要更多新的思考角度以及新的解决策略。金属锂的前期成核生长对于金属锂的后续沉积具有重要影响,其直接关系到后续金属锂的稳定性。因此,抑制锂枝晶的关键在于能否有效控制金属锂的成核生长,尤其是控制金属锂的均匀成核。现在常用的铜箔集流体由于表面的不平整以及缺陷等,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制锂枝晶的铜锌合金集流体,其特征是在基底材料上覆盖一层铜锌合金。

【技术特征摘要】
1.一种抑制锂枝晶的铜锌合金集流体,其特征是在基底材料上覆盖一层铜锌合金。2.如权利要求1所述的集流体,其特征是在基底材料上覆盖的铜锌合金的厚度为10nm~1μm;锌原子含量为1%~5%。3.如权利要求1所述的集流体,其特征是基底材料为:铜箔、镍箔、钛箔、纳米纤维铜、泡沫铜、碳纤维或泡沫镍。4.如权利要求1所述的集流体,其特征是铜锌合金集流体通过磁控溅射的方法制备得到;磁控溅射中,靶材为铜锌合金,铜锌合金中锌原子含量为1%~5%。5.如权利要求1所述的集流体,其特征是采用电沉积方法制备:镀液为:酒石酸钾钠...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗加严刘山
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:天津,12

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