一种预放电策略构建富锂缓冲层的方法及其在全固态电池中的应用技术

技术编号:41450406 阅读:57 留言:0更新日期:2024-05-28 20:39
本发明专利技术提供了一种预放电策略构建富锂缓冲层的方法及其在全固态电池中的应用。其中,所述富锂缓冲层位于锂负极和固态电解质之间,所述缓冲层组分主要为2D功能碳基材料,该缓冲层可调节阳极界面的电荷转移速率和减缓锂阳极的体积形变问题。同时,通过预放电方式实现界面处高锂离子浓度,调节电极/电解质界面处离子传输速率,极大提高了电池的电化学性能。两者协同作用大大提高了锂负极界面稳定性和固态电池性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固态锂电池领域,具体涉及一种预放电策略构建富锂缓冲层的方法及其在全固态电池中的应用


技术介绍

1、由于能源危机和环境污染等问题日益突出,以锂离子二次电池为代表的新能源体系展现出了明显的优势。其中,固态电池因其高安全性能和高能量密度得到了广泛的关注。

2、然而,相比于液态锂金属电池的电解液具有非常好的流动性和浸润性,固态电解质在锂金属充放电过程中的体积形变问题更为明显,这会加速二者的接触失效问题,进而改变锂金属界面电场行为,更容易产生尖端效应,进而诱导大量锂枝晶生成。此外,由于锂金属阳极固有的高反应活性,无枝晶、零体积变化的锂金属溶解/沉积过程仍然是一个巨大的挑战。

3、为此,大部分研究采用电解质优化、阳极结构设计、构建固体/电解质界面和采用锂合金等策略来提高锂金属电极的可逆性。其中,锂金属的界面设计是最为直接的策略,通过调控锂离子沉积位点和还原稳定性,降低界面副反应。

4、尽管界面改性的方法已经得到了广泛的研究,但大部分方法成本较高,制作流程复杂。比如,李喜飞等人报道了通过原子层沉积(ald)技术和原位转本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种负极界面构建富锂缓冲层的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中,所述溶剂为乙腈、四氢呋喃、石油醚、碳酸二乙酯、二甲基亚砜、碳酸乙烯酯中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中,所述2D功能性碳基材料为石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、MXene、六方氮化硼、石墨氮化碳中的一种以上;所述2D功能性碳基材料在溶剂中的浓度为0.1-60mg/mL。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中,所述超声分散和搅拌处理的时间为1~12h。

>5.根据权利要求1...

【技术特征摘要】

1.一种负极界面构建富锂缓冲层的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中,所述溶剂为乙腈、四氢呋喃、石油醚、碳酸二乙酯、二甲基亚砜、碳酸乙烯酯中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中,所述2d功能性碳基材料为石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、mxene、六方氮化硼、石墨氮化碳中的一种以上;所述2d功能性碳基材料在溶剂中的浓度为0.1-60mg/ml。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中,所述超声分散和搅拌处理的时间为1~12h。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s2中,所述锂负极为纯锂金属材料、锂金属合金材料、锂碳复合材料中的一种以上。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s2中,所述干燥的方式为加热干燥或者是常温静置,干燥的温度为25-8...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓远富刘金海梁可欣刘江博
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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