一种具有高能量密度的锂离子电池负极及其制备方法技术

一种具有高能量密度的锂离子电池负极，包括负极集流体、高分子聚合物和负极活性材料，负极活性材料和高分子聚合物混合均匀后一起负载在负极集流体上；负极活性材料为铝掺杂的相互连接的韧带状Li

【技术实现步骤摘要】
一种具有高能量密度的锂离子电池负极及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池负极材料，尤其涉及一种具有高能量密度的锂离子电池负极及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前锂离子电池已经大量的使用，而液态锂离子电池由于存在漏液和稳定性不好的问题，固态锂离子电池逐渐成为发展趋势。固态锂离子电池的电解质可以是无机固体电解质或者有机聚合物电解质。无机固体电解质有四种主要类型：硫化物，NASICON，钙钛矿
‑
钛酸镧镧钛合金和石榴石(LLZO)陶瓷固体电解质。目前，石榴石型固体电解质是最有前途的无机固体电解质，因为其对锂金属的稳定性，室温下的高离子电导率，以及高电化学稳定性窗口。石榴石型电解质具有两个稳定相：四方相和立方相。尽管LLZO的四方相可以在低温下稳定，但其离子传导性较低。石榴石型电解质的主要原始缺陷是与锂金属的界面接触不良，高脆性并促进了锂枝晶的形成(由于锂电镀过程中锂浓度的增加)。在有机固体电解质中聚合物电解质和碱金属盐的组合使用具有多个优势，包括柔韧性，低成本和制备简单；然而其离子电导率低而受到限制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高能量密度的锂离子电池负极，其特征在于：包括负极集流体、高分子聚合物和负极活性材料，所述负极活性材料和高分子聚合物混合均匀后一起负载在负极集流体上；所述负极活性材料为铝掺杂的相互连接的韧带状Li
6.25
Al
0.25
La3Zr2O
12
。2.根据权利要求1所述的具有高能量密度的锂离子电池负极，其特征在于：所述铝掺杂的相互连接的韧带状Li
6.25
Al
0.25
La3Zr2O
12
中铝的重量含量为8
‑
15％。3.根据权利要求1所述的具有高能量密度的锂离子电池负极，其特征在于：所述负极活性材料中还包括重量百分数为0.1％
‑
1％的石墨烯；所述高分子聚合物为聚偏二氟乙烯
‑
共六氟丙烯/聚丙烯腈聚合共混物。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的具有高能量密度的锂离子电池负极制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)负极活性材料前体的制备：
①
将LiNO3、Al(NO3)3·
9H2O和La(NO3)3·
6H2O溶解于蒸馏水中；
②
将氧化铱溶解在丙醇中，氧化铱的重量百分数为50
‑
80％；然后与含有15％体积分数乙酸的异丙醇的溶液混合；
③
将步骤
①
和步骤
②
的溶液分别在室温下用磁力搅拌30分钟以上，然后将步骤
①
和步骤
②
的溶液混合并在室温下连续磁力搅拌3小时以上；得到负极活性材料前体；2)模板剂的制备：
①
将石墨纤维状泡沫用乙醇洗涤干净，然后在100℃退火12小时；
②
将步骤
①
处理的石墨纤维状泡沫在石墨纤维状泡沫Pluronic F127溶液中浸泡6小时，然后在常规烤箱中的空气中于100℃加热除去去离子水；
③
将步骤
②
处理后的石墨纤维状泡沫在惰性气体的保护下碳化6...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾明，陈晨，张茂贵，潘振炎，樊小平，
申请(专利权)人：湖南艾华集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：