一种三维自支撑集流体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及锂电池技术领域，公开了一种三维自支撑集流体及其制备方法和应用，所述三维自支撑集流体由亲锂性金属氧化物材料和导电材料经湿法纺丝技术制备而成。本发明专利技术集流体的制备方法简单可控，易于规模化生产，通过调控湿法纺丝条件，可调控复合纤维膜的纤维直径、比表面积、孔隙率等；且制备得到的集流体具有高的比表面积和丰富的储锂空间，且具有良好的亲锂能力和导电性能，可有效降低局部电流密度，实现锂的均匀沉积并缓解锂枝晶生长，有利于提高锂金属电池稳定性和安全性。于提高锂金属电池稳定性和安全性。于提高锂金属电池稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种三维自支撑集流体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及锂电池
，特别是涉及一种三维自支撑集流体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]便携式电子产品、电动汽车、智能电网的广泛应用和快速发展推动了储能需求的持续增大。金属锂具有超高的理论比容量(3860mAh g
‑1)、低电化学电位(
‑
3.04V，相对于标准氢电极)和较低的密度(0.534g/cm3)，被认为是下一代高能量密度电池最有前景的负极材料。但是，锂金属电池仍面临着不可控的枝晶生长，从而导致隔膜被刺穿并造成电池短路的风险；此外，金属锂固有的低氧化还原电位导致其很容易与电解质发生反应，这些不可逆的反应过程增加了负极锂的消耗，导致电池阻抗增加、容量降低、库仑效率降低以及循环寿命变短，从而严重阻碍了锂金属电池的商业化应用。
[0003]为解决锂金属电池枝晶生长的问题，现阶段已经提出了许多策略来抑制锂枝晶的形成，如人工固体电解质界面膜(SEI膜)的构筑，多孔隔膜的优化，液态电解质的调控和固态电解质的设计等。但是这些策略也面临着离子电导率差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维自支撑集流体的制备方法，其特征在于，所述三维自支撑集流体由亲锂性金属氧化物材料和导电材料经湿法纺丝技术制备而成。2.根据权利要求1所述的三维自支撑集流体的制备方法，其特征在于，所述亲锂性金属氧化物材料包括V2O5、TiO2、MoO3中的任意一种或几种。3.根据权利要求1所述的三维自支撑集流体的制备方法，其特征在于，所述导电材料包括氧化石墨烯、碳纳米管、MXene中的任意一种或几种。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的三维自支撑集流体的制备方法，其特征在于，所述湿法纺丝技术包括以下步骤:(1)金属氧化物凝胶的制备：将亲锂性金属氧化物材料加入溶剂中，水浴搅拌，得到金属氧化物凝胶；(2)复合纤维的制备：将导电材料加入所述金属氧化物凝胶后混合均匀得到混合凝胶，然后将所述混合凝胶注入Co(NO3)2水溶液的凝固浴中，得到复合纤维；(3)复合纤维膜的制备：将所述复合纤维经真空抽滤、烘干、还原，得到复合纤维膜，即三维自支撑集流体。5.根据权利要求4所述的三维自支撑集流体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述溶剂为过氧化氢与去离子水的混合溶液；和/或所述过氧化氢与所述去离子水的体积比为1:(3
‑
10)；和/或所述过氧化氢的质量百分浓度为20
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯龙威，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：