一种功能化碳点在锂电池电解液中的应用制造技术

本发明专利技术提供了功能化碳点在锂电池电解液中的应用，包括将功能化碳点作为添加剂与锂盐电解质和电解液溶剂混合制成电解液的步骤；其中，所述功能化碳点为N、S、P、F、B、Cl元素中一种掺杂或两种以上共掺杂的碳点，所述功能化碳点在所述电解液中的质量浓度为0.1～5.0mg/mL。本发明专利技术通过将掺杂了N、S、P、F、B、Cl元素中至少一种元素的多功能碳点作为添加剂应用于锂电池电解液中，当电池在充电过程中，功能化碳点先锚定于负极表面，在集流体表面沉积，均匀集流体表面结构，进而均匀电极‑电解液界面处电场，规范锂离子在负极表面的沉积行为，起到抑制不规则锂枝晶生长的作用，提高锂电池安全性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种功能化碳点在锂电池电解液中的应用
本专利技术涉及功能化碳点应用领域，更具体地，涉及一种功能化碳点在锂电池电解液中的应用。
技术介绍
作为一种新型零维碳材料，碳点凭借其优良理化性质在能源储存、荧光防伪以及生物成像等领域展现出了巨大的应用前景。目前碳点制备方法可分为“自下而上法”与“自上而下法”两大类。自下而上法是指通过化学、物理手段，对大尺寸的碳靶进行剥离或刻蚀进而形成碳点，具体手段有：激光消蚀法、电弧放电法、酸回流法等。自下而上法则是指碳点是由小分子前驱体在高温高压等条件下形成碳骨架结构进而形成碳点，具体手段有：水热法、模板法及微波法等。但是上述制备方法普遍存在着高能耗、低产量等缺陷，致使目前碳点的价格高昂，无法实现规模化应用。另一方面，由于便携式电子设备、智能电网的广泛应用，社会对于高比量能可充电电池的需求日益增加。锂电池(例如锂离子电池、锂金属电池)因其无记忆效应、循环寿命长、体积比能量高等诸多优势而被广泛应用。然而由于锂金属的高反应性以及充电电流过大等原因，在充电过程中锂电池负极上不可避免地会生长出锂枝晶。过长的锂枝晶将刺穿隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能化碳点在锂电池电解液中的应用，其特征在于，包括将功能化碳点作为添加剂与锂盐电解质和电解液溶剂混合制成电解液的步骤；其中，所述功能化碳点为N、S、P、F、B、Cl元素中一种掺杂或两种以上共掺杂的碳点，所述功能化碳点在所述电解液中的质量浓度为0.1～5.0mg/mL。/n

【技术特征摘要】
1.一种功能化碳点在锂电池电解液中的应用，其特征在于，包括将功能化碳点作为添加剂与锂盐电解质和电解液溶剂混合制成电解液的步骤；其中，所述功能化碳点为N、S、P、F、B、Cl元素中一种掺杂或两种以上共掺杂的碳点，所述功能化碳点在所述电解液中的质量浓度为0.1～5.0mg/mL。


2.根据权利要求1所述的功能化碳点在锂电池电解液中的应用，其特征在于，所述功能化碳点为N、S共掺杂的碳点。


3.根据权利要求1或2所述的功能化碳点在锂电池电解液中的应用，其特征在于，所述功能化碳点由以下方法制备而成：配制醛、酸催化剂、功能改性剂的均匀混合溶液，升温至60～300℃进行水热反应；反应完成后，冷却至室温，经超声分散、过滤、洗涤及干燥后，制得所述氮硫功能化碳点；其中，所述功能改性剂为氮源、硫源、硼源、磷源、氯源和氟源中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的功能化碳点在锂电池电解液中的应用，其特征在于，所述醛和所述功能改性剂的比例为1mL：(0.01～3.0)g；所述醛和所述酸催化剂的比例为1mL：(0.5～30.0)g。


5.根据权利要求3所述的功能化碳点在锂电池电解液中的应用，其特征在于，所述醛为碳原子数小于或等于15的醛、二元醛和多元醛中的至少一种；所述酸催化剂包括一元酸、二元酸和三元酸中的至少一种。


6.根据权利要求3所述的功能化碳点在锂电池电解液中的应用，其特征在于，所述醛为乙醛、丙醛、丁醛、异丁醛、戊醛、异戊醛、己醛、异己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛、十一醛、月桂醛、十三醛、肉豆蔻醛、十五醛中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯红帅，李硕，纪效波，邹国强，罗政，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43