一种金属有机膦框架玻璃修饰的金属负极集流体及其制备方法技术

本发明专利技术公布了一种金属有机膦框架玻璃涂层修饰的碱金属负极集流体及其制备方法，属于锂和钠金属二次电池技术领域，通过对集流体进行修饰来抑制锂金属和钠金属电池负极的枝晶生长，提高金属负极的库伦效率以及循环寿命。本发明专利技术将金属有机膦框架材料涂覆在集流体表面，通过简单的加热处理，框架材料在集流体表面发生熔融，在集流体表面形成均匀、连续、致密的金属有机膦框架玻璃涂层。金属有机膦框架玻璃涂层继承了前驱体的多孔结构，并且具有各向同性的特征，能够诱导碱金属离子均匀电镀，从而抑制了枝晶的生长。此外，金属有机膦框架玻璃涂层作为保护层，能够阻挡电极与电解液直接接触，避免电解液的过度消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种金属有机膦框架玻璃修饰的金属负极集流体及其制备方法
本专利技术涉及锂和钠金属二次电池
，尤其涉及一种以金属有机膦框架玻璃材料涂层修饰的金属负极集流体及其制备方法。
技术介绍
随着便携式电子设备和电动汽车的发展迫切需要高能量密度的可充电池，碱金属电池受到了人们广泛的关注。锂金属负极和钠金属负极具有较高的理论容量，低的氧化还原电势，使它们成为下一代能量储存系统最理想的负极材料。然而，锂和钠金属负极均具有极高的反应活性，容易与电解液反应生成不稳定的固态电解质(SEI)层。脆弱的SEI层将引发锂和钠金属不均匀的电镀/剥离从而形成金属枝晶，枝晶的产生会导致库伦效率低、死锂死钠、容量衰减等问题，还可能刺破隔膜造成电池短路，产生安全隐患。枝晶生长一直是锂和钠金属负极面临的最大挑战，极大地阻碍了金属二次电池的商业化发展。当前解决枝晶生长的方法主要包括：电解液优化、固态电解质、人工SEI层、集流体与界面工程等。其中，集流体与界面工程是直接对现有商业化铜或铝集流体表面使用亲锂和钠的有机分子、金属粒子、无机陶瓷等涂层进行修饰或改性，从而提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属有机膦框架玻璃修饰的金属负极集流体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤一：按摩尔比1:0.1～1:5称取有机膦配体与金属盐，然后将其溶于溶剂中，室温下将两溶液混合进行配位反应，反应0～48小时之后进行过滤或离心，并用溶剂洗去未反应原料，然后烘干得到金属有机膦框架材料；/n步骤二：取步骤一所得金属有机膦框架材料均匀涂覆在集流体表面，然后将涂覆后的集流体在惰性气氛下加热至100～600℃，保温0～5小时，自然冷却至室温，得到金属有机膦框架玻璃涂层修饰的集流体。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属有机膦框架玻璃修饰的金属负极集流体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：按摩尔比1:0.1～1:5称取有机膦配体与金属盐，然后将其溶于溶剂中，室温下将两溶液混合进行配位反应，反应0～48小时之后进行过滤或离心，并用溶剂洗去未反应原料，然后烘干得到金属有机膦框架材料；
步骤二：取步骤一所得金属有机膦框架材料均匀涂覆在集流体表面，然后将涂覆后的集流体在惰性气氛下加热至100～600℃，保温0～5小时，自然冷却至室温，得到金属有机膦框架玻璃涂层修饰的集流体。


2.权利要求1所述金属有机膦框架玻璃修饰的金属负极集流体的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，所述金属盐为钴盐、铜盐、铁盐、镍盐、镉盐、锡盐、钒盐、钼盐、铋盐、锌盐、银盐、铬盐、锰盐、钯盐、铂盐中的一种。


3.权利要求1所述金属有机膦框架玻璃修饰的金属负极集流体的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，所述有机膦配体为1,2-双(二苯基膦)乙烷、1,3-双(二苯基膦)丙烷、1,4-双(二苯基膦)丁烷、1,3,5-三氮杂-7-磷杂金刚烷、三(对甲苯基)膦、三(邻甲苯基)膦、三(间甲苯基)膦、二苯基-2-吡啶基膦、三环己基膦、三(五氟苯基)膦、二苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：周继升，宋孟刚，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11