三维导电骨架/金属氮化物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三维导电骨架/金属氮化物复合锂金属负极集流体的制备方法，用于解决现有锂金属负极集流体制备方法实用性差的技术问题。技术方案是利用水热合成法在三维导电骨架上生长具有特定纳米结构的前驱体，经高温氮化得到氮化物修饰的三维导电骨架集流体。金属氮化物与锂金属之间的转化反应赋予了三维骨架优异的亲锂性，从而诱导锂的均匀沉积/剥离，同时，空间三维结构的导电骨架有效缓解了锂金属在循环过程中的体积膨胀问题。二者的协同效应保护了固态电解质膜的稳定，有效抑制了锂枝晶的的生长。本发明专利技术方法制备的三维集流体的锂金属负极具有优异的库伦效率，超长的循环寿命和低电压滞后，实用性好。

Preparation of collector fluid for three dimensional conductive framework / metal nitride composite lithium metal anode

【技术实现步骤摘要】
三维导电骨架/金属氮化物复合锂金属负极集流体的制备方法
本专利技术涉及一种复合锂金属负极集流体的制备方法，特别涉及一种三维导电骨架/金属氮化物复合锂金属负极集流体的制备方法。
技术介绍
近年来，随着便携式电子设备、电动汽车和储能电网等的快速发展，人们对二次锂电池的能量密度和功率密度需求也越来约高。然而，商业化的以石墨作为负极的锂离子电池因其低的理论比容量(372mAhg-1)，已无法满足高速增长的能量密度需求。因此，开发新的更高比容量的负极材料十分必要。金属锂负极由于其极高的理论比容量(3860mAhg-1),最低的电化学电势(-3.04Vvs标准氢电极)和低的重量密度(0.534gcm-3)被认为是下一代锂电池负极的圣杯材料。然而，锂金属作为负极材料尚存在其自身的问题：(1)高电化学活性的锂金属会和的电解液发生反应，形成一层固体电解质界面膜(SEI膜)，SEI膜在充放电过程中极易破裂并形成新的SEI膜，这导致锂金属和电解液的不断消耗。(2)由于锂金属负极的无宿主本质，重复充放电过程中，锂金属存在的巨大的体积改变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维导电骨架/金属氮化物复合锂金属负极集流体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤一、将商用泡沫镍裁剪制成三维导电骨架基底，依次用1.0mol/L的稀盐酸、无水乙醇和去离子水超声清洗去除表面杂质，真空干燥后备用；/n步骤二、将可溶性过渡金属盐、氟化铵和尿素分别以1.25～2.5mol/L:0.25～0.5mol/L:0.5～1mol/L的摩尔浓度比溶解在去离子水中，搅拌2～4h；/n步骤三、将步骤二中搅拌后的混合液转移至聚四氟乙烯内衬中，并将步骤一中所得的三维骨架基底放入该混合液，在水热釜中于90～180℃的温度下反应5～10h，随后冷却至室温，经洗涤、干燥，得到X(OH)F修饰...

【技术特征摘要】
1.一种三维导电骨架/金属氮化物复合锂金属负极集流体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、将商用泡沫镍裁剪制成三维导电骨架基底，依次用1.0mol/L的稀盐酸、无水乙醇和去离子水超声清洗去除表面杂质，真空干燥后备用；
步骤二、将可溶性过渡金属盐、氟化铵和尿素分别以1.25～2.5mol/L:0.25～0.5mol/L:0.5～1mol/L的摩尔浓度比溶解在去离子水中，搅拌2～4h；
步骤三、将步骤二中搅拌后的混合液转移至聚四氟乙烯内衬中，并将步骤一中所得的三维骨架基底放入该混合液，在水热釜中于90～180℃的温度下反应5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建淦，雷美娜，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61