一种亲锂碳骨架复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种亲锂碳骨架复合材料，包括三维网络结构，所述三维网络结构层中含有亲锂材料；所述亲锂材料分布于三维网络结构的通孔中；所述三维网络结构层是由纤维状碳纳米材料石墨化构成的碳骨架。本申请的亲锂碳骨架复合材料，能降低成核过电位，优化锂沉积位点，吸引锂金属沉积在三维结构网络中，避免循环过程中金属锂的体积膨胀和锂枝晶的产生，隔绝电解液和锂金属的接触，减少副反应的发生，优化材料的循环性能。的循环性能。的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种亲锂碳骨架复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种亲锂碳骨架复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锂电池由于能量密度高、寿命长的特点，是一种高效、清洁的新型绿色能源。但是锂金属负极在充电过程中，会出现“锂枝晶”，影响电池的电学性能。现有技术表明，具有一定中孔结构的骨架可以抑制锂枝晶的生长和体积的变化，再通过锂金属的沉积负载锂金属，用于锂电池。
[0003]然而碳纳米管和锂金属之间的浸润性较差，没有在微球内部负载具有亲锂性的材料，会导致锂金属直接沉积在碳微球表面以及颗粒之间，而不会被吸引沉积在颗粒内部的孔洞中。这种沉积方式会导致巨大的体积膨胀和锂枝晶的产生，同时锂金属和电解液之间的直接接触，会造成更多副反应的发生，导致活性金属锂的消耗，最终电池的循环寿命大幅下降。
[0004]一般来说，锂金属都是沉积在颗粒表面或者颗粒与颗粒之间。碳材料易于制备大比表面积和多孔的结构，但是碳材料一般都是疏锂的，不能有效吸引锂金属，同时在孔结构较少的情况下，也无法为锂金属的沉积提供足够的空间。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亲锂碳骨架复合材料，包括三维网络结构，其特征在于，所述三维网络结构中含有亲锂材料；该亲锂材料分布于三维网络结构的通孔中；所述三维网络结构是由纤维状碳纳米材料石墨化构成的碳骨架。2.根据权利要求1所述的亲锂碳骨架复合材料，其特征在于，所述碳骨架的石墨化程度为50％～100％；所述碳骨架的比表面积为1～200m2/g；所述碳骨架的振实密度为0.2～0.8g/cm3。3.根据权利要求1所述的亲锂碳骨架复合材料，其特征在于，所述三维网络结构中还包括导电剂；所述导电剂包括碳纳米管、石墨烯、炭黑、科琴黑、乙炔炭黑、导电石墨、金属纤维中的至少一种。4.根据权利要求1所述的亲锂碳骨架复合材料，其特征在于，所述碳骨架和亲锂材料的质量比为：20～90:1～50。5.根据权利要求1所述的亲锂碳骨架复合材料，其特征在于，所述亲锂碳骨架复合材料还包括包覆层；所述包覆层包覆所述三维网络结构；所述包覆层的厚度为5～20nm。6.一种如权利要求1～5任一项所述亲锂碳骨架复合材料的制备方法，其特征在于，包括：(1)将含有碳骨架和亲锂材料的混合物料，干燥，得到碳微球材料；(2)对所述碳微球材料进行一次烧结，得到所述亲锂碳骨架复合材料。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，将含有碳骨架和亲锂材料的混合物料加入到溶剂中，形成浆料；所述浆料的固含量为1％～20％；所述干燥为喷雾干燥；优选地，所述一次烧结为阶段式升温，分为一次烧结第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜彬，张臻，刘东崛，俞会根，
申请(专利权)人：北京卫蓝新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：