具有三维多孔涂层的复合负极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:41495233 阅读:23 留言:0更新日期:2024-05-30 14:39
本发明专利技术公开了一种具有三维多孔涂层的复合负极材料及其制备方法和应用,该复合负极材料包括锂颗粒内核以及包覆于锂颗粒内核上的三维多孔复合涂层,三维多孔复合涂层包括掺杂有镁的多孔硅碳材料。在锂颗粒内核表面构建三维多孔复合涂层,构筑了一个快速扩散的离子通道,提高了离子电导率,并且由于是将锂颗粒内核包覆在其内部,由该复合负极材料制备的负极不会因晶格错配而导致锂在多孔结构中的分布不均匀,进而可以有利于锂离子的沉积以及脱嵌,抑制了锂枝晶等。同时镁的掺杂,扩大了晶格尺寸,增强了键强,在硅碳材料中建立有效的导电和应力缓冲网络,提升了电极材料的导电性,使电荷可以在电极中高效且均匀的传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池,具体而言,涉及一种具有三维多孔涂层的复合负极材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、随着新能源产业的快速发展,全固态电池由于其理论上的高能量密度和高安全性受到广泛关注,其中全固态金属锂电池的能量密度有望达到现有商业化锂离子电池的2~5倍,且有可能从本质上解决现有液态电解质锂离子电池的安全性问题。然而要想实现这一目标,目前还存在一系列巨大地挑战。

2、锂金属负极具有超高的克比容量(3860 m ah/g),最低的电化学电位(-3.045vvs.标准氢电极)和较低的密度(0.534g/cm3)等优势,一直被认为是最理想的高比能量锂电池负极材料,受到研究人员的广泛关注。但是锂金属负极的低库伦效率、锂枝晶生长、循环寿命短和安全问题严重限制了金属锂负极的商业化应用。为了解决锂金属电池的上述问题,各种优化策略被用于金属锂负极的改性,例如固态电池及电解质优化、负极集流体改性、界面修饰改性、负极合金化、新型粘结剂、掺杂离子等,但是都无法满足商业化应用。

3、将金属锂引入一个具有多孔的稳定骨架中,使锂的沉积脱附发生在骨架内以本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有三维多孔涂层的复合负极材料,其特征在于,其包括锂颗粒内核以及包覆于锂颗粒内核上的三维多孔复合涂层,所述三维多孔复合涂层包括多孔硅碳材料,且所述多孔硅碳材料上掺杂有镁。

2.根据权利要求1所述的复合负极材料,其特征在于,所述多孔硅碳材料的碳是由有机碳源原位碳化形成;

3.一种如权利要求1或2所述的复合负极材料的制备方法,其特征在于,其包括:在所述锂颗粒内核的表面包覆形成所述三维多孔复合涂层。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,在所述锂颗粒内核的表面包覆形成所述三维多孔复合涂层包括:先在所述锂颗粒内核表面均匀涂覆三维多孔复合材料,然...

【技术特征摘要】

1.一种具有三维多孔涂层的复合负极材料,其特征在于,其包括锂颗粒内核以及包覆于锂颗粒内核上的三维多孔复合涂层,所述三维多孔复合涂层包括多孔硅碳材料,且所述多孔硅碳材料上掺杂有镁。

2.根据权利要求1所述的复合负极材料,其特征在于,所述多孔硅碳材料的碳是由有机碳源原位碳化形成;

3.一种如权利要求1或2所述的复合负极材料的制备方法,其特征在于,其包括:在所述锂颗粒内核的表面包覆形成所述三维多孔复合涂层。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,在所述锂颗粒内核的表面包覆形成所述三维多孔复合涂层包括:先在所述锂颗粒内核表面均匀涂覆三维多孔复合材料,然后进行烧结。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述三维多孔复合材料的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员:张恒通谭铁宁朱高龙
申请(专利权)人:四川新能源汽车创新中心有限公司
类型:发明
国别省市:

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