一种具有亲疏锂梯度结构的锂金属复合负极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有亲疏锂梯度结构的锂金属复合负极及其制备方法，为三层结构：底层为3D多孔基体骨架，中间层为复合在3D多孔骨架上的亲锂层，顶层为复合在亲锂层表面的疏锂层。包括（1）制取3D多孔基体骨架，清洗；（2）将3D多孔基体骨架转移至配制好的前驱体溶液；（3）采用溶剂热的方法使得3D多孔基体骨架上原位形成一层亲锂层；（4）在亲锂层上修饰一层疏锂层；（5）最后采用电沉积的方法填充锂即得。本发明专利技术利用亲锂层可以降低锂金属成核和沉积过程中的过电位，同时利用疏锂层促进锂离子扩散的特点，实现了锂金属持续循环过程中均匀的沉积和溶解，有效避免枝晶的生长，大幅度提高锂金属电池的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种具有亲疏锂梯度结构的锂金属复合负极及其制备方法
本专利技术属于电池
，具体涉及一种具有亲疏锂梯度结构的锂金属复合负极和锂金属电池。
技术介绍
在现有的商业化二次电池中，锂离子电池由于能量密度大、安全性能好、充放电寿命长和自放电低等优点，已广泛应用于我们的生活中，如移动电话、便携式计算机、摄影机，电动汽车等。然而，随着数码产品的不断更新和电动交通工具的蓬勃发展，对电池容量的要求越来越高。可是目前商用的锂离子电池负极材料大多为碳材料，使得锂离子电池整体容量很难得到提升，选择具有更高理论比容量的负极材料代替碳材料成为必然的发展趋势。锂金属具有较高的理论比容量（3860mAhg-1）和最低电极电位（-3.04V相对于标准氢电极），采用锂金属作为电池的负极可以很好的解决能量密度的问题。即便如此，锂金属负极给锂金属电池带来的稳定性和安全性的问题，使得锂金属电池目前尚难满足实际使用的需求。具体问题包括：1）锂金属与电解液直接接触，容易发生一些复杂的副反应，增加了电池的界面阻抗，影响了电池的循环效率；2）在循环过程中锂离子不能均匀、致密地沉积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有亲疏锂梯度结构的锂金属复合负极，其特征在于为三层结构：底层为3D多孔基体骨架，中间层为复合在3D多孔骨架上的亲锂层，顶层为复合在亲锂层表面的疏锂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有亲疏锂梯度结构的锂金属复合负极，其特征在于为三层结构：底层为3D多孔基体骨架，中间层为复合在3D多孔骨架上的亲锂层，顶层为复合在亲锂层表面的疏锂层。


2.根据权利要求1所述的具有亲疏锂梯度结构的锂金属复合负极，其特征在于：所述的3D多孔基体骨架为具有3D多孔结构的金属、金属氧化物、碳材料中的一种；所述的3D多孔基体骨架的厚度为0.1~0.3mm；所述的3D多孔基体骨架的孔径为30~500um。


3.根据权利要求1所述的具有亲疏锂梯度结构的锂金属复合负极，其特征在于：所述的亲锂层为Zn、Cu、Co、Sn、Co、Ni、Mn、Mo、Al、Au金属的单质、氧化物、硫化物、磷化物、溴化物、氮化物的其中一种。


4.根据权利要求1所述的具有亲疏锂梯度结构的锂金属复合负极，其特征在于：所述的疏锂层为除去氧化还原石墨烯以外的碳材料或具有良好离子传导性的高分子材料。


5.根据权利要求4所述的具有亲疏锂梯度结构的锂金属复合负极，其特征在于：所述的碳材料为碳纳米管、碳纤维、石墨烯或多孔碳中的一种；...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩东梅，罗亚秋，孟跃中，肖敏，王拴紧，任山，郭林莉，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44