一种基于纤维素衍生碳支撑还原氧化石墨烯的超薄锂金属负极材料及其制备方法技术

技术编号:40147837 阅读:30 留言:0更新日期:2024-01-24 00:40
本发明专利技术公开了一种基于纤维素衍生碳支撑还原氧化石墨烯的超薄锂金属负极材料,它包括纤维素衍生碳/还原氧化石墨烯超薄三维材料及负载在表面和层间的银锂合金和锂;其中纤维素衍生碳支撑并连接还原氧化石墨烯形成多层三维结构。本发明专利技术以纤维素衍生碳支撑还原氧化石墨烯为基底,纤维素可有效改善氧化石墨烯薄片的致密堆叠等问题,同时结合气相扩散银镜反应,在基底上形成粒径较小且均匀分散的单质银,有利于促进Li均匀沉积,抑制锂枝晶的生长,进而有效改善锂金属负极在充放电循环过程中的体积膨胀和枝晶生长等问题;同时,所得超薄锂金属负极可很好地与商用正极匹配,有助于开发具有稳定的长循环寿命的高能量密度的锂金属电池,适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂金属电池,具体涉及一种基于纤维素衍生碳支撑还原氧化石墨烯的超薄锂金属负极材料及其制备方法


技术介绍

1、锂金属具有高理论比容量(3860mah·g-1)和低电极电势(-3.04v vs she(standard hydrogen electrode)),被认为是下一代可充电池负极的终极选择。近年来,虽然锂金属电池的研究得到了快速的发展,但目前仍无法避免使用过量锂做负极等问题。与正极的容量相比,负极锂的用量通常会远远超过正极锂的容量,而过量锂的使用会导致电池能量密度严重降低。除此之外,锂的生产成本较高且对环境有不利影响,从可持续性的角度衡量,减少负极中锂的用量也显得尤为重要。因此,将金属锂加工成具有高电化学活性和良好安全性的薄膜负极以匹配商业正极仍然是一个挑战。

2、目前,市售锂金属电池的锂箔普遍较厚,一般在150μm以上,这主要由于锂金属存在质软、粘性强、机械裁剪性差等问题,并且比强度不高,导致锂箔加工成薄锂片的难度较大;且其厚度不均匀,直接影响了锂金属电池的性能和能量密度。因此,如何实现锂箔的超薄化和厚度均匀化变得十分重要。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于纤维素衍生碳支撑还原氧化石墨烯的超薄锂金属负极材料,其特征在于,它包括纤维素衍生碳/还原氧化石墨烯超薄三维材料及负载在其表面和层间的银锂合金和金属锂;其中,纤维素衍生碳支撑还原氧化石墨烯形成多层三维结构。

2.根据权利要求1所述的超薄锂金属负极材料,其特征在于,所述纤维素衍生碳/还原氧化石墨烯超薄三维材料的厚度为10~40μm。

3.权利要求1或2所述基于纤维素衍生碳支撑还原氧化石墨烯的超薄锂金属负极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨烯溶液的浓度为1~3mg/mL;步骤2)...

【技术特征摘要】

1.一种基于纤维素衍生碳支撑还原氧化石墨烯的超薄锂金属负极材料,其特征在于,它包括纤维素衍生碳/还原氧化石墨烯超薄三维材料及负载在其表面和层间的银锂合金和金属锂;其中,纤维素衍生碳支撑还原氧化石墨烯形成多层三维结构。

2.根据权利要求1所述的超薄锂金属负极材料,其特征在于,所述纤维素衍生碳/还原氧化石墨烯超薄三维材料的厚度为10~40μm。

3.权利要求1或2所述基于纤维素衍生碳支撑还原氧化石墨烯的超薄锂金属负极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨烯溶液的浓度为1~3mg/ml;步骤2)中引入的纤维素与氧化石墨烯的质量比为1:(0.5~20)。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述低温将尿素/碱溶液进行低温处理得到;其中,各组分及其所占重量份数包括:尿素1~3份,碱1份,水8~12份;低温处理采用的温度为-75~-60℃,时间为30~60min。

【专利技术属性】
技术研发人员:谌伟民田都曹文珠王岩邹璐
申请(专利权)人:武汉工程大学
类型:发明
国别省市:

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