The invention relates to a method for preparing a three-dimensional porous carbon limited domain MOFs collector for lithium metal negative electrodes, which comprises the following steps: dissolving the carbon source and the salt template into deionized water to obtain a uniform transparent precursor solution; spraying drying to obtain dry solid powder; heating up to 500~750 degrees in an inert gas atmosphere, and then rapidly cooling down after holding the heat for a period of time. However, the calcined products are obtained; the three-dimensional porous carbon materials are obtained by filtration, removal of NaCl and drying; the three-dimensional porous carbon materials are obtained by taking dimethylimidazole, methanol, zinc acetate and the three-dimensional porous carbon prepared, uniformly mixing and then standing at room temperature for a period of time to obtain the layered solution, and then centrifuging to obtain the precursor; the calcined products are called the three-dimensional porous carbon limited MOFs composite; and Three dimensional porous carbon confined MOFs composite collector fluid.
【技术实现步骤摘要】
用于锂金属负极的三维多孔碳限域MOFs集流体的制备方法
本专利技术属于锂金属电池电极材料
,具体涉及一种三维多孔碳限域金属有机框架(MOFs)集流体的制备方法,能有效抑制锂金属沉积脱附过程中锂枝晶的产生,和锂金属沉积体积膨胀问题以及进一步产生死锂造成电池容量衰减的问题。
技术介绍
锂离子电池已广泛应用于多个领域包括便携式电子产品和电动汽车行业。然而对高能量密度电池日益增长的需求要求更加先进的电池正负极材料。与正极材料的不断升级相比,负极材料的演变相对较慢。石墨已被用作负极材料几十年,但是其相对较低的比能量密度已经成为电池发展主要的瓶颈。锂金属负极被认为是最有希望的下一代高能量密度电池负极材料,因为它具有最高的理论比容量(3860mAhg-1),最低的电化学势(3.04Vvs.标准氢电极)和极低的密度(0.53gcm-3)。实际上,锂金属负极在几十年前已经商业化,但在使用过程中重复的充电/放电过程会引起严重的枝晶形成和体积膨胀,这会阻碍其理论容量的释放并导致容量衰减和潜在的安全隐患导致它逐渐从大众关注中消退。引导锂金属的有序沉积,抑制锂枝晶的生长和锂沉积脱附过程中的体积膨胀是保持锂金属电池循环稳定性的重要途径。近年来,在三维多孔集流体上负载亲锂材料被广泛用于锂金属负极。一方面三维集流体具有高比表面积可以有效降低电极的局部电流密度从而促进锂金属均匀沉积;另一方面,多孔结构有足够的空间储存锂,抑制集流体的体积膨胀。而在集流体内部均匀分布的亲锂材料可以引导锂金属在整个集流体内部均匀形核,避免锂金属仅在靠近锂片的 ...
【技术保护点】
1.一种用于锂金属负极的三维多孔碳限域MOFs集流体的制备方法,包括下列步骤:/n(1)以蔗糖、葡萄糖、柠檬酸、柠檬酸铵中的一种或几种混合为碳源,以硫酸钠、氯化钠、碳酸钠、硅酸钠中的一种或几种混合为模板,将碳源和盐模板加入去离子水中溶解,得到均一透明的前驱体溶液。/n(2)将上一步制备的前驱体溶液进行喷雾干燥,得到干燥固体粉末;/n(3)将上一步得到的干燥固体粉末置于管式炉炉膛内;在惰性气体的氛围下,以1~10℃的升温速度升温至500~750℃,保温一段时间,之后快速降温冷却,得到煅烧产物;/n(4)使用去离子水将上一步得到的煅烧产物进行抽滤,除去NaCl,干燥后得到三维多孔碳材料;/n(5)按照(0.5g~1.5g):(60~200ml):(0.5g~1g):(0.1g)的配比取用二甲基咪唑、甲醇、醋酸锌和所制得的三维多孔碳,均匀混合后再在室温下静置一段时间得到分层溶液,经过离心后得到前驱体;/n(6)将上述(5)得到的前驱体置于管式炉炉膛内;在惰性气体的氛围下,以1~10℃的升温速度升温至500~750℃,保温一段时间,之后快速降温冷却,得到煅烧产物,称之为三维多孔碳限域MOFs复 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于锂金属负极的三维多孔碳限域MOFs集流体的制备方法,包括下列步骤:
(1)以蔗糖、葡萄糖、柠檬酸、柠檬酸铵中的一种或几种混合为碳源,以硫酸钠、氯化钠、碳酸钠、硅酸钠中的一种或几种混合为模板,将碳源和盐模板加入去离子水中溶解,得到均一透明的前驱体溶液。
(2)将上一步制备的前驱体溶液进行喷雾干燥,得到干燥固体粉末;
(3)将上一步得到的干燥固体粉末置于管式炉炉膛内;在惰性气体的氛围下,以1~10℃的升温速度升温至500~750℃,保温一段时间,之后快速降温冷却,得到煅烧产物;
(4)使用去离子水将上一步得到的煅烧产物进行抽滤,除去NaCl,干燥后得到三维多孔碳材料;
(5)按照(...
【专利技术属性】
技术研发人员:何春年,汤林生,赵乃勤,师春生,刘恩佐,马丽颖,沙军威,
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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