一种用于锂负极的三维集流体材料和制备方法及应用技术

本发明专利技术属于电极材料制备技术领域，具体涉及一种用于锂负极的三维集流体材料和制备方法及应用。所述三维集流体材料为石墨相氮化碳包覆多孔碳骨架，该石墨相氮化碳包覆多孔碳骨架具有高表面积的三维结构。该三维集流体材料应用于锂金属电池时，无需以锂金属单质作为负极材料，提高了加工的安全性，降低了对生产环境的要求；在锂金属电池工作时，三维集流体材料中的石墨相氮化碳与锂离子的结合能低，能够促进锂离子的均匀沉积，进而抑制锂枝晶的生成；碳骨架具有三维结构，能够降低电极表面的局部电流密度、减小极化，显著降低循环过程中体积变化的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电极材料制备，具体涉及一种用于锂负极的三维集流体材料和制备方法及应用。

技术介绍

1、目前，全球汽车产业逐步进入以电动化为特征的新阶段。由此，对于电动汽车的核心技术研究就显得尤为重要。动力电池是电动汽车的核心部件之一。

2、常见的动力电池有锂离子电池和铅蓄电池。其中，锂离子电池目前是各大主机厂商首选的电池方案。目前常用的锂离子电池正极采用钴酸锂(lco)、磷酸铁锂(lfp)或镍钴锰三元材料(ncm)，负极通常采用石墨，以磷酸铁锂正极为例，充电时的电极反应如下所示：

3、正极：lifepo4-e-→fepo4+li+

4、负极：c+xli++xe-→lixc6

5、传统的锂离子电池能量密度已经接近极限，无法满足人们对电动汽车长续航的需求。锂金属电池以金属锂作为负极材料，具有高能量密度的特点，适用于对能量密度有较高要求的场景。但是以金属锂作为负极材料的锂金属电池存在锂枝晶等问题，又由于负极材料为锂单质，易产生系列安全问题；此外，锂金属作为负极材料在循环过程中还会出现体积膨胀等问题。

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【技术保护点】

1.一种用于锂负极的三维集流体材料，其特征在于，所述三维集流体材料为石墨相氮化碳包覆多孔碳骨架。

2.根据权利要求1所述的三维集流体材料，其特征在于，所述石墨相氮化碳包覆多孔碳骨架的孔径为0.1～100μm。

3.一种用于锂负极的三维集流体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合液的固含量为0.1％～30％；

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)，在制备所述含g-C3N4的分散液时，混合的时间为1h～5h；

6.根据权利要求3～5任一项所述的制...

【技术特征摘要】

1.一种用于锂负极的三维集流体材料，其特征在于，所述三维集流体材料为石墨相氮化碳包覆多孔碳骨架。

2.根据权利要求1所述的三维集流体材料，其特征在于，所述石墨相氮化碳包覆多孔碳骨架的孔径为0.1～100μm。

3.一种用于锂负极的三维集流体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合液的固含量为0.1％～30％；

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)，在制备所述含g-c3n4的分散液时，混合的时间为1h～5h；

6.根据权利要求3～5任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凡，李云明，和冲冲，顾煜炜，李鹏，何宗珂，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：