多孔碳微球及其制备方法碳锂复合材料、负极和锂金属电池技术

本发明专利技术公开了一种多孔碳微球、其制备方法、碳锂复合材料、负极和锂金属电池，所述多孔碳微球具有三维开放性孔结构，所述多孔碳微球中包括导电剂、亲锂性物质和催化剂。本发明专利技术的多孔碳微球中，三维开放性孔结构为金属锂的沉积提供空间，减低金属锂沉积造成的体积效应，发挥有效承担巨大体积膨胀的作用，同时减少金属锂与电解液的接触界面，抑制副反应的发生；亲锂性物质在多孔碳微球中均匀分布，亲锂性物质和导电剂能够调节锂的沉积行为，引导金属锂的均匀沉积，有利于锂离子沉积在孔结构内部，从而缓解/抑制锂枝晶的生长。从而缓解/抑制锂枝晶的生长。

【技术实现步骤摘要】
多孔碳微球及其制备方法碳锂复合材料、负极和锂金属电池


[0001]本专利技术涉及电池
，涉及一种多孔碳微球、其制备方法、碳锂复合材料、负极和锂金属电池。

技术介绍

[0002]随着能源与环境问题的日益突出，清洁能源和可再生能源的研究越来越深入，锂金属电池及离子电池在电动汽车、可移动电子设备和航空航天等多个领域得到了广泛的应用。
[0003]但是，现今商业化的锂离子电池和锂金属电池仍存在一些不足之处，例如，商业化的锂离子电池面临如下缺陷：锂离子电池一般是以层状石墨为负极，但石墨碳材料的理论容量很低(372mAh g
‑1)，已不能满足现今储能、动力等方面对能量的需求。又如，锂金属电池面临如下缺陷：首先是锂金属的不均匀沉积会形成锂枝晶问题，其次锂金属和电解液反应生成的SEI膜也极易破裂，最后是趋于无限的锂金属体积膨胀。因此，直接将锂金属作为锂离子电池负极，极易造成短路起火爆炸等安全问题。
[0004]现有技术提出了一些改进方案，如CN107834073A通过使用负极枝晶抑制剂来抑制锂枝晶的生长，抑制剂溶液中包括带有吸电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔碳微球，其特征在于，所述多孔碳微球具有三维开放性孔结构，所述多孔碳微球中包括导电剂、亲锂性物质和催化剂。2.根据权利要求1所述的多孔碳微球，其特征在于，所述导电剂包括导电炭黑SP、乙炔黑AB和科琴黑KB中的至少一种；优选地，所述亲锂性物质的原料为亲锂添加剂；优选地，所述亲锂添加剂包括含Zn材料、含Ti材料、含Si材料和含Ag材料中的至少一种；优选地，所述含Zn材料包括ZnO以及可溶性锌盐；优选地，所述含Ti材料包括钛酸四丁酯和TiO2中的至少一种；优选地，所述含Si材料包括Si和SiO
x
中的至少一种，其中，0<x<2；优选地，所述含Ag材料包括Ag和硝酸银中的至少一种；优选地，所述催化剂包括可溶性镍盐，优选为氯化镍。3.一种权利要求1或2所述的多孔碳微球的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将碳源、碳源添加剂、导电剂、亲锂添加剂、催化剂和溶剂混合，得到浆料；(2)采用步骤(1)所述浆料进行喷雾干燥，然后对喷雾干燥产物进行退火碳化处理，得到多孔碳微球。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述碳源包括树脂，优选为酚醛树脂；优选地，步骤(1)所述碳源添加剂选自聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖、葡萄糖、羧甲基纤维素钠CMC、丁苯橡胶SBR和聚乙二醇中的至少一种；优选地，步骤(1)所述导电剂包括导电炭黑、乙炔黑和科琴黑中的至少一种；优选地，步骤(1)所述亲锂添加剂包括含Zn材料、含Ti材料、含Si材料和含Ag材料中的至少一种；优选地，步骤(1)所述催化剂包括氯化镍；优选地，步骤(1)制备所述浆料的原料中还包括造孔剂；优选地，步骤(1)所述造孔剂包括NaCl、KCl、尿素和碳酸氢铵中的至少一种；优选地，步骤(1)所述溶剂包括醇和水中的至少一种，优选为醇和水的混合溶剂，醇和水的质量之比为(2～4):1；优选地，步骤(1)中，碳源、碳源添加剂、导电剂、亲锂添加剂、催化剂和造孔剂的质量比为1:(0.1
‑
0.3):(0.1
‑
1.5):(0.01
‑
1):(0.01
‑
0.05):(0
‑
0.5)，优选为1:(0.1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜彬，张臻，刘东崛，
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：