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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学电源,具体涉及一种无枝晶的锂金属负极集流体及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂金属负极具有极高的理论比容量(3860mah g-1)和最低的电势(-3.04vvs.标准氢电极),及极低的密度(0.534gcm-3),是下一代高能量密度电池最具前景的负极材料之一。
2、然而,锂的不均匀镀覆/脱出产生枝晶会引起电池短路等一系列安全问题,导致电池的库伦效率下降和容量衰减,因此需要寻找合适的集流体来抑制锂枝晶的生长问题。
3、大多数三维集流体在设计时,都存在制备工艺繁琐以及制备出的极片在大电流下不能诱导锂的沉积,从而无法达到抑制锂枝晶的效果。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题,提出了本专利技术。
3、因此,本专利技术的目的是,克服现有技术中的不足,提供一种无枝晶的锂金属负极集流体,所述锂金属负极集流体为具有尖端效应的片状刺氮化铜小球,所述氮化铜小球诱导锂沉积实现无枝晶。
4、本专利技术的再一目的是,克服现有技术中的不足,提供一种无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法。
5、为解决上述技术问题,本专利技术提供了如下技术方案:包括,
7、对产物进行抽滤,滤饼烘干,得到氧化铜;
8、氧化铜在氨氮混合气体氛围下反应,得到氮化铜。
9、作为本专利技术所述无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法的一种优选方案,其中:所述铜纳米粒子的添加量为200~500mg。
10、作为本专利技术所述无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法的一种优选方案,其中:所述氨水的浓度为15~100mmol/l。
11、作为本专利技术所述无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法的一种优选方案,其中:所述氨水与乙醇的比例为1~3∶1。
12、作为本专利技术所述无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法的一种优选方案,其中:所述加热为油浴加热,其中,油浴温度为55~75℃,油浴时间为2~10h。
13、作为本专利技术所述无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法的一种优选方案,其中:所述氨氮混合气中氨的体积分数为20~50%。
14、作为本专利技术所述无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法的一种优选方案,其中:所述反应,其中,反应温度为300~350℃,反应时间为1~5h。
15、本专利技术的再一目的是,克服现有技术中的不足,提供一种无枝晶的锂金属负极集流体的应用。
16、作为本专利技术所述无枝晶的锂金属负极集流体的应用的一种优选方案,其中:所述负极材料是将具有片状刺的氮化铜小球与pvdf和导电炭黑按照8:1:1的比例,和成膏状物,涂覆于铜箔上制备而成。
17、本专利技术有益效果:
18、(1)本专利技术制备的锂金属负极集流体是新型三维结构,增强了集流体的电场强度,其片状刺结构具有“尖端效应”诱导锂的快速沉积,三维小球的堆积提供了大量的储锂空间,有效抑制锂枝晶的生长,延长电池的使用寿命。
19、(2)锂金属负极集流体的沉积过程中,三维集流体稳定了sei的形成,同时通过自身动态变化有效抑制锂金属膨胀,即使在大沉积量的条件下,极片结构仍保持完整且厚度变化有限。
20、(3)本专利技术制备的锂金属负极集流体脱锂后,极片恢复初始构造,可逆性良好。此外,极片制作简单,成本较低,其电化学性能优异为设计出循环稳定性更好的锂金属电池负极带来了启发。
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1.一种无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:包括,
2.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:所述铜纳米粒子的添加量为200~500mg。
3.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:所述氨水的浓度为15~100mmol/L。
4.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:所述氨水与乙醇的比例为1~3∶1。
5.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:所述加热为油浴加热,其中,油浴温度为55~75℃,油浴时间为2~10h。
6.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:所述氨氮混合气中氨的体积分数为20~50%。
7.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:所述反应,其中,反应温度为300~350℃,反应时间为1~5h。
8.如权利要求1~8所述方法制备的无枝晶的锂金属负极集流体,其特征在于:所述锂金属负极集流体为具有尖端效应的片状刺
9.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体在储能电池中的应用。
10.如权利要求9所述的无枝晶的锂金属负极集流体的应用,其特征在于:所述负极材料是将具有片状刺的氮化铜小球与PVDF和导电炭黑按照8:1:1的比例,和成膏状物,涂覆于铜箔上制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:包括,
2.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:所述铜纳米粒子的添加量为200~500mg。
3.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:所述氨水的浓度为15~100mmol/l。
4.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:所述氨水与乙醇的比例为1~3∶1。
5.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法,其特征在于:所述加热为油浴加热,其中,油浴温度为55~75℃,油浴时间为2~10h。
6.如权利要求1所述的无枝晶的锂金属负极集流体的制备方法...
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