一种用于锂金属负极的三维梯度电极及其制备方法技术

一种用于锂金属负极的三维梯度电极及其制备方法，其中用于锂金属负极的三维梯度电极包括上下叠合设置的电极上层和电极下层，所述电极上层和所述电极下层均为片层结构，所述电极上层的材质为碳纳米管，所述电极下层的材质为银纳米线、金属氧化物、MXene、石墨烯中的一种或几种与碳纳米管的混合物。本发明专利技术的用于锂金属负极的三维梯度电极及其制备方法通过改变金属锂优先沉积的顺序，使金属锂优先沉积在亲锂性较强的电极下层，使金属锂枝晶向下生长，而不是向上生长，从而长效抑制了枝晶生长，进而提高了电池的整体性能。进而提高了电池的整体性能。进而提高了电池的整体性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂金属负极的三维梯度电极及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂金属电池
，具体涉及一种用于锂金属负极的三维梯度电极及其制备方法。

技术介绍

[0002]自索尼公司在上世纪90年代初推出锂离子电池以来，锂离子电池在当时已经占据了电池市场的主导地位。为了满足实际储能需要，需要开发出具有高能量密度和长循环寿命的二次电池。使用石墨负极(理论比容量约为372mAh g
‑1)的锂离子电池只有350Wh kg
‑1的理论比容量，不能满足电动车辆高能量密度的需求。所以当今社会把目光都集中在高能量密度和高理论比容量的金属锂电池上。
[0003]在所有的负极备选中由于金属锂具有较高的理论容量(3860mAh g
‑1)和较低的电化学电位(与标准氢电极相比为
‑
3.04V)，所以金属锂被认为是锂氧电池和锂空气电池的理想负极。但是，由于锂枝晶的形成，进而刺穿隔膜，使得电池正负极接触，导致电池短路；而且还会导致锂离子电池电解液和电极结构不稳定，进一步破坏SEI膜。尽管在参与形成SEI膜等方面已经取得巨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂金属负极的三维梯度电极，其特征在于，包括上下叠合设置的电极上层和电极下层，所述电极上层和所述电极下层均为片层结构，所述电极上层的材质为碳纳米管，所述电极下层的材质为银纳米线、金属氧化物、MXene、石墨烯中的一种或几种与碳纳米管的混合物。2.根据权利要求1所述的用于锂金属负极的三维梯度电极，其特征在于，所述金属氧化物为二氧化锡、二氧化钛、二氧化硅、氧化铝中的一种或几种的混合。3.一种权利要求1或2所述的用于锂金属负极的三维梯度电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取经过溶剂稀释处理后的碳纳米管，并取银纳米线、金属氧化物、MXene、石墨烯中的一种或几种与稀释处理后的碳纳米管均匀混合，得到混合溶液；(2)先取经过溶剂稀释处理后的碳纳米管注入到抽滤装置中，抽滤处理除去溶剂，然后再将步骤(1)所得混合溶液注入到抽滤装置中，再次抽滤处理除去溶剂，最后取出抽干后的剩余物，得到三维梯度电极前驱体；或者先将步骤(1)所得混合溶液注入到抽滤装置中，抽滤处理除去溶剂，再取经过溶剂稀释处理后的碳纳米管注入到抽滤装置中，再次抽滤处理除去溶剂，最后取出抽干后的剩余物，得到三维梯度电极前驱体；(3)将步骤(2)所得的三维梯度电极前驱体用液氮冻结，并使用冷干机冷干处理，以制备得到三维梯度电极。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：林小萍，刘玉成，孙闯，陈茂华，谢远森，曲婕，赖超，
申请(专利权)人：徐州纳烯新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：