一种通过改善锂金属和3D骨架浸润性来抑制锂枝晶生长的方法技术

本发明专利技术涉及一种改善3D骨架和锂金属的浸润性从而抑制锂枝晶生长的方法。将3D镍骨架放置于原子层沉积设备的腔室中，按次序依次通入锂源、磷源，并通入惰性气体清洗反应过程的副产物及残余气体，锂金属表面形成Li

【技术实现步骤摘要】
一种通过改善锂金属和3D骨架浸润性来抑制锂枝晶生长的方法
本专利技术设计电极材料表面处理
，特别涉及抑制锂金属材料表面锂枝晶生长的方法。
技术介绍
随着便携式电子产品和电动汽车的进一步发展，对于动力系统即锂离子电池性能的要求也水涨船高。传统的锂离子电池已经难以满足人们的需求，开发高能量密度、高使用寿命的电极材料变得尤为重要。在众多新型的电极材料中，锂金属负极以其极高的理论容量(3860mAh/g)和最负的电势(-3.040Vvs标准氢电极)而被称为是“圣杯”电极，受到研究人员的极大关注。然而锂金属作为负极时，存在着很多问题。在电池循环过程中，锂离子在电极表面沉积，电流密度不均匀带来沉积速率的区别，从而形成枝晶，锂枝晶的持续生长严重会导致电池内部短路，形成热失控，进而引发爆炸事故。此外，部分枝晶掉落在电解液中，形成“死锂”，暴露出新的锂金属表面，再次生成新的SEI膜，这又导致锂枝晶的进一步生长，形成恶性循环，造成电池容量的不可逆损失。锂枝晶生长、电解液消耗、体积膨胀成为了制约锂金属商业应用的主要因素。目前，本方法通过原子层沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.通过改善锂金属和3D骨架浸润性来抑制锂枝晶生长的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将3D镍骨架放置于H

【技术特征摘要】
1.通过改善锂金属和3D骨架浸润性来抑制锂枝晶生长的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将3D镍骨架放置于H2O＜0.1ppm，O2＜0.1ppm的手套箱结合原子层沉积设备的真空反应腔室中，然后将反应腔室密封，整个系统处于氩气的保护气氛当中，由控制系统控制加热真空反应腔室、系统管路、前躯体源至设定温度，真空反应腔室的加热反应温度是225-275℃，系统管路的加热温度是180-200℃，前驱体锂源是叔丁醇锂，它的加热温度是180-200℃，前驱体磷源是磷酸三甲酯，加热温度是85-95℃；
(2)依次通入丁醇锂(LiOtBu)1-2S，在腔室内反应0.5-1S，磷酸三甲酯(TMPO)1-2S，在腔室内反应0.5-1S；每次反应完后通入清洗气吹扫腔室内残余的气体以及副产物，完成上述步骤后将管路抽至真空状态，重复进行此步骤直至在锂金属表面沉积上厚度为2-20nm的Li3PO4保护层；
(3)将手套箱中的锂金属加热到熔融态，具有Li3PO4包覆层的3D镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘显强，牛佳佳，张跃飞，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11