一种氮化镍-泡沫镍复合锂金属负极集流体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氮化镍‑泡沫镍复合锂金属负极集流体的制备方法，包括以下步骤：1)制取需要规格的泡沫镍材料，清洗并干燥后待用；2)将步骤1)清洗并干燥后的泡沫镍置于放电等离子体反应炉中，之后对反应炉抽真空并持续通入反应气体；3)放电产生等离子体轰击泡沫镍，控制反应温度和反应时间，在泡沫镍表面反应生成氮化镍层，得到所述的氮化镍‑泡沫镍复合锂金属负极集流体。本发明专利技术利用等离子体的刻蚀效应以及含氮粒子的高化学活性，在泡沫镍表面生成一层具有亲锂性氮化镍，在电池充放电过程中，氮化镍与锂发生反应，促进锂金属的均匀沉积，且制备过程易控制，得到的负极集流体为三维结构，电化学性能显著提高。

Preparation method of nickel nitride foam nickel composite lithium metal negative current collector

The invention discloses a preparation method of nickel nitride foam nickel composite lithium metal negative electrode collector, which comprises the following steps: 1) preparing the foam nickel material which needs specification, cleaning and drying for use; and 2) cleaning and drying the foam nickel in step 1 by placing it in a discharge plasma reaction furnace, then vacuuming the reaction furnace and continuously passing into the reaction gas; 3) discharging the plasma. The nickel foam is bombarded, the reaction temperature and reaction time are controlled, the nickel nitride layer is reacted on the surface of the foam nickel, and the nickel nitride foam nickel composite lithium metal negative current collector is obtained. The invention uses the etching effect of the plasma and the high chemical activity of the nitrogen containing particles to form a layer of lithium nitrided nickel on the surface of the foam nickel. During the charging and discharging process of the battery, the reaction between nickel nitride and lithium promotes the homogeneous deposition of the lithium metal, and the preparation process is easy to control, and the negative current collector is three-dimensional structure, and the electrochemical performance is remarkably improved.

【技术实现步骤摘要】
一种氮化镍-泡沫镍复合锂金属负极集流体的制备方法
本专利技术涉及一种氮化镍-泡沫镍复合锂金属负极集流体的制备方法，属于能源

技术介绍
人类文明的进步发展与能源技术息息相关，以煤、石油、天然气为代表的化石能源是社会发展的重要基石，推动了人类社会的发展。但近年来，随着化石能源的过度开发和全球气候变暖等气候问题不断严重，能源和环境面临着前所未有的挑战。锂离子电池是最具研究前景的二次电池，本身具有诸多的优势，包括：能量密度大、安全性能好、充放电循环寿命长、自放电低等优异的特点，已经成为了动力电池领域的重要研究方向。但是石墨负极因为其理论容量低(只有372mAh/g)，已逐渐无法满足高速发展的电子器件的需求，而金属锂负极具有理论比容量高(3860mAh/g)、低的密度(0.534g/cm3)和低的电压窗口(-3.04Vvs.标准氢电极)等优点，而广泛受到研究人员的关注，尤其是作为二次电池的负极材料时，可以极大地提高电池的能量密度，被认为是下一代二次电池的理想负极材料。尽管有以上诸多优点，锂金属作为电池的负极材料的时候，仍然有许多的问题和不足之处，主要有：锂金属的电位为-3.04V(和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化镍‑泡沫镍复合锂金属负极集流体的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)制取需要规格的泡沫镍材料，清洗并干燥后待用；2)将步骤1)清洗并干燥后的泡沫镍置于放电等离子体反应炉中，之后对反应炉抽真空并持续通入反应气体；3)放电产生等离子体轰击泡沫镍，控制反应温度和反应时间，在泡沫镍表面反应生成氮化镍层，得到所述的氮化镍‑泡沫镍复合锂金属负极集流体。

【技术特征摘要】
1.一种氮化镍-泡沫镍复合锂金属负极集流体的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)制取需要规格的泡沫镍材料，清洗并干燥后待用；2)将步骤1)清洗并干燥后的泡沫镍置于放电等离子体反应炉中，之后对反应炉抽真空并持续通入反应气体；3)放电产生等离子体轰击泡沫镍，控制反应温度和反应时间，在泡沫镍表面反应生成氮化镍层，得到所述的氮化镍-泡沫镍复合锂金属负极集流体。2.如权利要求1所述的一种氮化镍-泡沫镍复合锂金属负极集流体的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的清洗并干燥后待用中，清洗是指依次用丙酮、盐酸和酒精或去离子水超声清洗，烘干是指50～150℃条件下烘干60～300min。3.如权利要求2所述的一种氮化镍-泡沫镍复合锂金属负极集流体的制备方法，其特征在于：所述的盐酸的浓度为1～5mol/L；超声清洗的时间为1～30min。4.如权利要求1所述的一种氮化镍-泡沫镍复合锂金属负极集流体的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的对反应炉抽真空中，反应炉的真空度为1～500Pa。5.如权利要求1所述的一种氮化镍-泡沫镍复合锂金属负极集流体的制备方法，其特征在于：所述的反应气体为含氮气体、含氮气体与氢气的混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈坚，朱建峰，孙正明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32