【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，尤其是涉及一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法。
技术介绍
1、消费类电子产品和电动汽车的长续航需求推动了高能量密度电池体系的快速发展。锂金属负极由于高理论比容量(3860mah g-1)和低氧化还原电位(与标准氢电极相比为-3.04v)，被认为是负极材料的“圣杯”。然而，过量使用锂金属负极将增大加工难度，并带来安全隐患，从而阻碍了锂金属电池的大规模应用。
2、无负极锂金属电池是指在生产过程中不使用任何锂金属，仅通过首次充电在负极沉积锂金属进行后续充放电循环的新型电池体系。因其在成本、生产便利性和能量密度等方面的显著优势，被认为是一类极具潜力的高性能电池体系。然而，由于负极锂源极其有限，并且在连续的沉积剥离过程中不断损失，因而无负极电池通常表现出较差的循环稳定性，严重限制了其实际应用。其中，无负极锂金属电池(af-lmb)更是省去了初始负极活性材料的使用，在将电池能量密度提升到极限的同时还减少电池生产成本，是一种理想的高能量密度体系。然而，没有负极侧的稳定宿主材料的保护或过量活性锂的补偿，在循环过程中由“死锂”的产生以及电解液和金属锂之间的副反应所导致的锂资源的不可逆损耗都会直接体现在电池容量的损失上。
3、迄今为止，已经尝试了相当多的经验策略来加强衬底的界面稳定性和控制电化学沉积。例如，构建具有高机械刚度和离子扩散率的氧化物、氮化物和硫化物等人工涂层来抑制成核阶段枝晶的生长。然而，在长循环或在高容量负载下，松散堆积的无机单元倾向于从基质上分离，亲锂物质在界面处形成lixm
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，银作为亲锂元素用作活性吸附位点；催化性金属元素包括镍，和或铜，和或铁，和或钴用于催化碳纳米管生长可有效抑制锂枝晶的产生，并锂硅合金粉末补偿合金化对锂离子的不可逆消耗，从而提高循环稳定性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、制备碳纳米管包覆的多元合金复合材料，将硝酸银、硝酸铝与其他硝酸盐溶解于去离子水中并搅拌得到硝酸盐溶液，将柠檬酸加至硝酸盐溶液中制备多元合金前驱体；多元合金前驱体粉末通过重结晶法，在惰性气体和乙炔混合气气氛下制备碳纳米管包覆的多元合金复合材料；
4、s2、制备锂硅合金颗粒，在惰性气氛条件下，将粒径小于200nm的纳米硅颗粒、锂金属按照(1～10):(4.4～50)的摩尔比混合，置于200℃～450℃加热6h～24h后得到锂硅合金相lixsi，将锂硅合金相进行研磨并筛分得到锂硅合金颗粒；
5、s3、在惰性气氛下将锂硅合金颗粒、疏水聚合物按照(5～9):1的比例分散至非极性溶剂中形成混合溶液，向混合溶液中加入锂硅合金粉末质量5％～30％的碳纳米管包覆的多元合金复合材料，搅拌后采用刮刀直接刮涂一定厚度混合溶液于铜箔上，然后在60℃～120℃下真空干燥12h-24h获得具有多元合金的预锂化界面层的负极。
6、优选地，所述步骤s1中硝酸银与硝酸铝的摩尔比为1:1，硝酸银与所述其他硝酸盐的摩尔比为1:1。
7、优选地，所述步骤s1中其他硝酸盐为硝酸镍、硝酸铁、硝酸钴中的一种或多种。
8、优选地，所述步骤s1中制备多元合金前驱体包括：将柠檬酸与硝酸盐总量按摩尔比为1:1溶解至硝酸盐溶液中并搅拌均匀，得到溶胶；将溶胶放至烘箱中在60℃～100℃下加热为12h～48h后，得到干凝胶；将干凝胶置于惰性气氛下250℃～350℃、加热25min～60min进行自燃烧，得到多元合金前驱体。
9、优选地，所述步骤s1中制备碳纳米管包覆的多元合金复合材料包括：将多元合金前驱体研磨成粉末后平铺在磁舟中，置于管式炉中通入惰性气体，以2℃/min～15℃/min的升温速率加热到600℃～800℃后，通入惰性气体和乙炔混合气0.5h～1h，随炉冷却，得到碳纳米管包覆的多元合金复合材料。
10、优选地，所述步骤s3中疏水聚合物为聚偏氟乙烯-六氟丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚偏氟乙烯、磷酸正十八酯、聚丙烯、聚丙烯腈中的至少一种。
11、优选地，所述步骤s3中非极性溶剂为甲苯，四氢呋喃，环己烷，甲酸甲酯，1,3-二氧戊环中的至少一种。
12、优选地，所述步骤s3中涂敷厚度为2μm～20μm。
13、因此，本专利技术采用上述一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，将多元合金、锂硅合金粉末和疏水聚合物分散于非有机溶剂中，涂敷于铜箔上，得到多元合金预理化界面层的少负极。其中，多元合金中的催化性元素可以诱导碳纳米管形成3d导电网络骨架，不但能够有效降低电极的电流密度，还可容纳锂金属沉积，同时还能激活锂硅合金中锂离子的释放进行预补锂，从而抑制锂枝晶和“死锂”的产生，减缓锂金属负极在充放电循环过程中的体积变化，提高电池的循环稳定性。
14、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中硝酸银与硝酸铝的摩尔比为1:1，硝酸银与所述其他硝酸盐的摩尔比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中其他硝酸盐为硝酸镍、硝酸铁、硝酸钴中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中制备多元合金前驱体包括：将柠檬酸与硝酸盐总量按摩尔比为1:1溶解至硝酸盐溶液中并搅拌均匀，得到溶胶；将溶胶放至烘箱中在60℃～100℃下加热为12h～48h后，得到干凝胶；将干凝胶置于惰性气氛下250℃～350℃、加热25min～60min进行自燃烧，得到多元合金前驱体。
5.根据权利要求1所述的一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中制备碳纳米管包覆的多元合金复合材料包括：将多元合金前驱体研磨成粉
6.根据权利要求1所述的一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中疏水聚合物为聚偏氟乙烯-六氟丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚偏氟乙烯、磷酸正十八酯、聚丙烯、聚丙烯腈中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中非极性溶剂为甲苯，四氢呋喃，环己烷，甲酸甲酯，1,3-二氧戊环中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中涂敷厚度为2μm～20μm。
...【技术特征摘要】
1.一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中硝酸银与硝酸铝的摩尔比为1:1，硝酸银与所述其他硝酸盐的摩尔比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中其他硝酸盐为硝酸镍、硝酸铁、硝酸钴中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种多元合金的预锂化界面层的锂金属负极的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中制备多元合金前驱体包括：将柠檬酸与硝酸盐总量按摩尔比为1:1溶解至硝酸盐溶液中并搅拌均匀，得到溶胶；将溶胶放至烘箱中在60℃～100℃下加热为12h～48h后，得到干凝胶；将干凝胶置于惰性气氛下250℃～350℃、加热25min～60min进行自燃烧，得到多元合金前驱体。
5.根据权利要求1所述的一种多元合金的预锂化界...
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