一种基于异质转换机理制备的新型中空氧化铜改性铜集流体制造技术

本发明专利技术提供一种基于异质转换机理制备的新型中空氧化铜改性铜集流体，属于电池技术领域。所述材料制备方法利用金属硫化物或硒化物在空气中加热转化为相应的氧化物，通过转化过程中的体积损失和气体释放而原位形成中空改性层。中空结构具有足够的空间提供金属锂存储，可增大储锂容量，且具有亲锂性的氧化铜可引导锂离子均匀沉积，抑制锂枝晶的产生，从而提高锂金属电池的库伦效率、循环稳定性和安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于异质转换机理制备的新型中空氧化铜改性铜集流体


[0001]本专利技术属于锂金属电池领域，具体涉及一种异质转换制备新型中空氧化铜改性铜集流体的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着锂离子电池(尤其是其石墨负极)的实际能量密度逐渐接近于其理论可达到的极限值，迫切需要更加高效的电极材料以满足新兴的高端储能器件的要求。锂金属负极以其极高的理论容量(3860mAh/g)和最负的电势(
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3.040Vvs.标准氢电极)而受到研究人员的极大关注，以金属锂为负极的锂金属电池，包括锂硫电池、锂空电池和锂氧化物电池，表现出了极高的理论能量密度。因此，以金属锂为负极的锂金属电池被强烈推荐为下一代储能电池。
[0003]然而锂金属负极由于其不均匀沉积易导致锂枝晶的产生，SEI膜重复构建，电解液不断消耗，从而使锂金属电池在充放电循环中表现出库伦效率低、循环稳定性差、容量衰减快，最终引发电池内短路、热失控等安全隐患。
[0004]为了解决上述问题，研究人员做出了大量的努力，其中将亲锂性3D骨架引入锂金属本体相中是其中一种有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于异质转换机理制备的新型中空氧化铜改性铜集流体材料，其特征在于：(1)所述材料表面具有5～10微米厚与铜基体结合紧密的中空氧化铜结构；(2)所述材料结构具有足够的空间提供金属锂存储，可增大储锂容量，且具有亲锂性的氧化铜可引导锂离子均匀沉积，抑制锂枝晶的产生；(3)所述材料制备方法利用金属硫化物或硒化物在空气中加热转化为相应的氧化物，通过转化过程中的体积损失和气体释放而原位形成中空壳结构。2.根据权利要求1所述的一种基于异质转换机理制备的新型中空氧化铜改性铜集流体材料，至少包括以下步骤：(1)将可溶性碱溶解于去离子水中得到澄清碱溶液，按比例在碱溶液中加入氧化剂，搅拌冷却得到刻蚀溶液备用；(2)用步骤(1)制备的刻蚀溶液将清洁后的铜箔或者铜网进行处理，处理后用去离子水和乙醇洗涤，空气中干燥；(3)将步骤(2)得到的铜箔或者铜网浸在碱金属硫化物、过硫化物、硒化物溶液中的一种或几种进行硫化或硒化，然后用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥备用；(4)将步骤(3)处理后的铜箔或者铜网置于马弗炉中空气气氛下煅烧，冷却至室温即得多孔中空氧化铜改性铜箔或者铜网。3.如权利要求2所述一种基于异质转换机理制备的新型中空氧化铜改性铜集流体材料，其特征在于，步骤(1)刻蚀前所用铜集流体为铜箔或者铜网，所述铜箔为厚度是10～20微米，铜网为100～300目的黄铜网、紫铜网、磷铜网中的一种或者几种。4.如权利要求2所述一种基于异质转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄富强，张慧敏，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：