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一种具有填充物的复合金属锂负极及其制备方法技术

技术编号:23607458 阅读:106 留言:0更新日期:2020-03-28 07:55
本发明专利技术公开了属于二次电池技术领域的一种具有填充物的复合金属锂负极及其制备方法。本发明专利技术复合金属锂负极包括金属锂、骨架材料和填充物,所述填充物填充在骨架材料的孔结构内,填充物充满或不充满骨架材料的孔结构,金属锂通过辊压等加压方式与骨架材料结合。本发明专利技术提供的复合金属锂负极,其填充物可以调控金属锂在骨架材料大孔结构内的沉积行为,抑制在骨架材料中大孔结构中的锂枝晶生长,减缓体积膨胀效应,有效提高电池的循环性能。

A composite lithium anode with filler and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种具有填充物的复合金属锂负极及其制备方法
本专利技术属于二次电池
,特别涉及一种具有填充物的复合金属锂负极及其制备方法。
技术介绍
由于电动汽车和便携式电子设备的发展,当代社会对于高能量密度电池的需求越来越高。自从上个世纪九十年代以来,基于石墨负极的锂离子电池系统已经取得了巨大成功,但经过几十年的发展,锂离子电池的现有能量密度已经接近于其理论能量密度,相对较低的理论能量密度限制了其作为下一代便携式电源的进一步应用。相对于石墨负极,金属锂具有极高的比容量(3860mAhg-1)和极低的还原电位(相对于标准氢电极为-3.040V),被誉为下一代储能材料中的“圣杯”材料。然而不受控制的枝晶状、粉末状锂的产生以及在沉积脱除过程中锂负极产生的较大体积膨胀,对金属锂负极的实际应用起到了严重的阻碍作用。这些金属锂负极固有的缺点显著降低了电池的循环寿命,甚至导致灾难性的安全问题。目前,已经有很多策略来解决金属锂负极中的这些问题,如通过在电解液中加入添加剂或引入“高盐电解质”来延长金属锂电池的寿命。然而,实用化电池的操作及测试要求在较高的电流密度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有填充物的复合金属锂负极,其特征在于,包括金属锂、骨架材料和填充物,所述填充物填充在骨架材料的孔结构内,所述填充物充满或不充满骨架材料的孔结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有填充物的复合金属锂负极,其特征在于,包括金属锂、骨架材料和填充物,所述填充物填充在骨架材料的孔结构内,所述填充物充满或不充满骨架材料的孔结构。


2.根据权利要求1所述的复合金属锂负极,其特征在于,所述骨架材料的平均孔径≥100nm。


3.根据权利要求1所述的复合金属锂负极,其特征在于,所述骨架材料包括铜网、泡沫铜、镍网、泡沫镍、碳纤维、二氧化硅纤维、静电纺丝有机高分子纤维、有机高分子材料碳化后的碳骨架中的一种或多种。


4.根据权利要求3所述的复合金属锂负极,其特征在于,所述有机高分子材料为蔗糖、棉花、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的复合金属锂负极,其特征在于,所述填充物包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、硼化物、磷酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员:张强石鹏张学强
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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