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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池领域,尤其涉及电极材料。
技术介绍
1、现有锂离子二次电池在能量密度、快充性能等方面无法满足电动汽车、便携式电子设备以及能源储备转换装置的需求,因此迫切需要开发新型高比能电池体系。金属锂因为其具有较高的比容量和最低的电位,被认为是锂电池负极的未来发展方向。金属锂作为负极可用于锂硫电池,锂空电池,嵌入式正极锂电池和锂氧化物正极电池等,是高能量密度二次电池研究的热点。但是,锂金属负极在循环过程中发生的锂枝晶生长和sei膜破裂分别给金属锂电池带来了安全性与循环性问题,影响了金属锂负极的发展与商业化。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种锂复合材料的制备方法、锂复合材料及锂电池,以解决锂金属负极的安全性与循环性技术问题。
2、第一方面,本申请实施例提供一种锂复合材料的制备方法,所述方法包括如下步骤:
3、制备含多孔石墨烯的静电纺丝液;
4、对所述静电纺丝液进行静电纺丝,得到基材;
5、将所述基材与隔膜、金属锂、电解液组装成电池后进行放电,使所述金属锂沉积到所述基材上,得到所述锂复合材料。
6、在本申请的一些实施例中,所述制备含多孔石墨烯的静电纺丝液,包括如下步骤:
7、制备所述多孔石墨烯;
8、将所述多孔石墨烯分散于预定溶剂中,得到所述静电纺丝液。
9、在本申请的一些实施例中,所述预定溶剂包括二甲基甲酰胺、乙醇、甲醇、异丙醇、二氯甲烷、氯仿、环己烷中的至少一种。
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11、在本申请的一些实施例中,所述多孔石墨烯具有掺杂元素,所述掺杂元素包括n、b、s、n、f、fe、cu、co、ni、zn中的至少一种。
12、在本申请的一些实施例中,所述制备所述多孔石墨烯,包括如下步骤:
13、将石墨烯在400~500℃和有氧气氛中煅烧,得到所述多孔石墨烯。
14、在本申请的一些实施例中,所述制备所述多孔石墨烯,还包括如下步骤:
15、将所述多孔石墨烯与所述掺杂元素的单质或氧化物的前驱体在800~1000℃和惰性气氛围下煅烧。
16、在本申请的一些实施例中,所述基材为膜材,所述基材的厚度为1μm~500μm;
17、所述金属锂为厚度为10~1000μm的片状材料。
18、第二方面,本申请实施例提供一种锂复合材料,所述锂复合材料为第一方面任一实施例所述的方法制备得到的锂复合材料。
19、第三方面,本申请实施例提供一种锂电池,所述锂电池的负极材料为第二方面任一实施例所述的锂复合材料。
20、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
21、本申请实施例提供的锂复合材料,以含多孔石墨烯的静电纺丝液为原料,通过静电纺丝制备含有多孔石墨烯的基材,再将基材与隔膜、金属锂、电解液组装成电池后进行放电,使金属锂在放电过程中逐渐沉积到所述基材的表面和孔隙中形成锂复合材料,所述锂复合材料在作为锂电池的负极工作时,基材由于其多孔结构和大的比表面积,可以为锂的沉积提供沉积界面,使得锂能够比较均匀地沉积,不容易产生锂枝晶,且石墨烯对锂枝晶的形成也具有阻碍作用。因此本申请能够抑制锂枝晶的形成,增加金属锂电池的安全性与循环性。
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1.一种锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备含多孔石墨烯的静电纺丝液,包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述的锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述预定溶剂包括二甲基甲酰胺、乙醇、甲醇、异丙醇、二氯甲烷、氯仿、环己烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述静电纺丝液中,所述多孔石墨烯的浓度为0.1mg/ml~30mg/ml。
5.根据权利要求1所述的锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述多孔石墨烯具有掺杂元素,所述掺杂元素包括N、B、S、N、F、Fe、Cu、Co、Ni、Zn中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备所述多孔石墨烯,包括如下步骤:
7.根据权利要求6所述的锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备所述多孔石墨烯,还包括如下步骤:
8.根据权利要求1所述的锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述基材为膜材,所述基材的厚度为1
9.一种锂复合材料,其特征在于,所述锂复合材料为权利要求1~8中任意一项所述的方法制备得到的锂复合材料。
10.一种锂电池,其特征在于,所述锂电池的负极材料为权利要求9所述的锂复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备含多孔石墨烯的静电纺丝液,包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述的锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述预定溶剂包括二甲基甲酰胺、乙醇、甲醇、异丙醇、二氯甲烷、氯仿、环己烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述静电纺丝液中,所述多孔石墨烯的浓度为0.1mg/ml~30mg/ml。
5.根据权利要求1所述的锂复合材料的制备方法,其特征在于,所述多孔石墨烯具有掺杂元素,所述掺杂元素包括n、b、...
【专利技术属性】
技术研发人员:张薇,史建鹏,皮智超,苟斌,赖成龙,
申请(专利权)人:东风汽车集团股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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