一种表面具有三维骨架结构及预留空间的锂复合负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种表面具有三维骨架结构及预留空间的锂复合负极材料及其制备方法，属于化学电源技术领域，本发明专利技术通过熔融态金属锂与氟化物和/或氧化物和/或硫化物发生化学反应进行复合，得到表面具有由氟化锂和/或氧化锂和/或硫化锂微纳米材料形成的三维骨架结构及预留空间的锂复合负极材料。预留空间用于容纳金属锂的沉积，保持负极体积稳定，而三维骨架的作用是将金属锂的生长限制在骨架内部，调控金属锂的沉积行为，从而抑制锂枝晶的形成，极大提升了锂金属电池循环寿命，解决了现有锂复合负极材料中存在的金属锂不受控制生长从而形成锂枝晶的问题。同时，该锂复合负极材料电化学性能得到了显著提高且易于制备，便于大规模量产及应用。规模量产及应用。

【技术实现步骤摘要】
一种表面具有三维骨架结构及预留空间的锂复合负极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化学电源
，具体涉及到一种表面具有三维骨架结构及预留空间的锂复合负极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池(LIBs)目前已经难以满足日益增长的高能量密度储能的需要。金属锂因其具有高的理论比容量(3860mAh g
‑1)和最低的电化学电位(相对于标准氢电极为
‑
3.04V)而被认为是下一代锂二次电池负极材料的最佳选择。然而金属锂负极在循环期间不可控的枝晶生长和“无限”的体积变化阻碍了其实际应用。
[0003]为了解决锂金属负极目前存在的问题，研究人员提出了通过使用热灌装的方法将金属锂填充至三维多孔基体中，形成锂金属复合负极。但是，在熔融锂对三维基体进行填充后，得到的复合负极的表面通常被过量的金属锂覆盖。而目前商业LIBs的正极材料大多为含锂正极(磷酸铁锂、钴酸锂、三元镍
‑
钴
‑
锰等)，即组装好的电池的最开始需要进行充电操作。换言之，从正极中脱出的Li
+<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面具有三维骨架结构及预留空间的锂复合负极材料，其特征在于，所述锂复合负极材料包括上层和下层，所述上层为氟化锂和/或氧化锂和/或硫化锂在锂复合负极材料表面构成的三维骨架，所述三维骨架的内部具有空隙形成预留空间，所述下层为含锂合金的复合物。2.如权利要求1所述的表面具有三维骨架结构及预留空间的锂复合负极材料，其特征在于，所述预留空间的高度大于15μm。3.权利要求1或2所述的表面具有三维骨架结构及预留空间的锂复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在惰性气体保护下，将过量的熔融态金属锂与前驱体材料搅拌混合均匀，再冷却至室温，制得锂复合负极材料；其中，前驱体材料为Na、K、Mg、Ca、Ba、Ti、Ni、Fe、Cu、Zn、B、Al、Ga、Sn、Ag对应的氟化物和/或氧化物和/或硫化物中的至少一种。4.如权利要求3所述的表面具有三维骨架结构及预留空间的锂复合负极材料的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶泽，王子豪，周爱军，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：