一种自支撑石墨烯基碳微米球负极框架及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种自支撑石墨烯基碳微米球负极框架及其制备方法，将甲壳素微米球的水分散液和金属盐、氨水混合，搅拌，过滤，得到的掺杂金属氢氧化物的甲壳素微米球分散至水中，滴加表面电荷改性剂，再次搅拌，加入氧化石墨烯水溶液继续搅拌，过滤后退火得到石墨烯包覆的金属/氮共掺杂的碳微米球，与粘结剂和导电剂在水中分散均匀后抽滤成膜，干燥，得到金属掺杂的自支撑石墨烯基碳微米球负极框架。自支撑石墨烯基碳微米球锂负极框架表现出高的比容量和优异的电化学性能，在提高能量密度的同时提高了电极的循环稳定性。时提高了电极的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种自支撑石墨烯基碳微米球负极框架及其制备方法


[0001]本专利技术属于负极材料
，尤其涉及一种自支撑石墨烯基碳微米球负极框架及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着远程电动汽车、长续航电子产品、电动工具等的快速发展与广泛应用，发展高能量密度锂二次电池成为了当前社会的热点需求之一。锂金属负极(LMA)由于拥有超高理论比容量(3860mA h g
‑1)，最低的氧化还原电位(
‑
3.04V vs.标准氢电极)和极低的密度(0.534g cm
‑3)，是下一代高比能电池负极材料的理想选择之一。然而，锂金属负极的大规模产业化应用面临着两个基本挑战：首先，锂金属具有高反应性，锂枝晶的生长可能导致电池内部短路、热失控等问题；另外，锂金属负极在循环过程中会经历无法控制的体积变化，容易导致负极结构的坍塌，同时破坏固体电解质界面(SEI)的稳定性，引起活性锂的损失。这些问题引发了锂金属电池的容量损失和一系列安全问题，限制了其大规模实际应用。
[0003]为解决以上问题，研究人员开发了多种方法，如构建人工固体电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自支撑石墨烯基碳微米球负极框架的制备方法，包括以下步骤：a)将甲壳素微米球的水分散液和金属盐、氨水混合，搅拌，过滤，得到掺杂金属氢氧化物的甲壳素微米球；b)将所述掺杂金属氢氧化物的甲壳素微米球分散至水中，滴加表面电荷改性剂，再次搅拌，加入氧化石墨烯水溶液继续搅拌，过滤后退火，得到石墨烯包覆的金属/氮共掺杂的碳微米球；c)将所述石墨烯包覆的金属/氮共掺杂的碳微米球、粘结剂和导电剂在水中分散均匀后抽滤成膜，干燥，得到金属掺杂的自支撑石墨烯基碳微米球负极框架。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐选自四水合乙酸镁、二水合乙酸锌和四水合乙酸铁中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面电荷改性剂选自聚二烯丙基二甲基氯化铵和/或十六烷基三甲基溴化铵。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为3～8h；所述再次搅拌的时间为12～24h；所述继续搅拌的时间为4～12h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为氰乙基纤维素；所述石墨烯包覆的金...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞书宏，杨艺文，马涛，张龙，周鹏虎，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：