一种界面自焊接的金属-金属氟化物复合集流体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种界面自焊接的金属‑金属氟化物复合集流体及其制备方法：通过“集流体表面预处理‑金属自焊层生长‑金属氟化物功能层涂覆”工艺，能够大面积可批量化制备自外向内依次为金属氟化物功能层、金属自焊层、集流体层的双界面自焊层金属‑金属氟化物复合集流体。该方法工艺简单、普适性广、集流体界面增强效果明显，可适用于连续化批量生产。所制备的双界面自焊层金属‑金属氟化物复合集流体包含金属锂界面自焊层和集流体界面自焊层，用作锂金属电池负极集流体时具有良好的电化学性能，能够显著改善金属锂与集流体界面的复合效果，原位调控复合锂金属负极界面SEI结构组分，有效提升界面锂沉积可逆性并延长锂金属电池寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂电池负极材料技术开发领域，特别涉及一种界面自焊接的金属-金属氟化物复合集流体及其制备方法，尤其是一种用于锂金属电池负极的复合集流体。

技术介绍

1、锂电池因其能量密度高、循环寿命长等优势被广泛用于多种领域。锂离子电池是目前最为普及的锂电池，但由于负极石墨材料比容量的限制(372mah/g)，锂离子电池能量密度已达技术瓶颈。金属锂具有低氧化还原电位(-3.04v)和10倍于传统石墨负极的高理论比容量(3860mah/g)，是业内公认的高能量密度锂电池负极的终极解决方案。因此发展锂金属电池及其相关技术是突破锂电池能量密度技术瓶颈的关键。

2、金属锂既可作为负极材料，又可作为集流体，是理想的锂电池负极。但由于金属锂性质的特殊性，其较差的机械性能和循环可逆性极大制约了锂金属电池的发展。铜作为主要的锂电池负极集流体材料，与金属锂的力学性质差异巨大，将二者直接复合其界面结合强度无法满足应用需求，极易在后续电池组装过程中产生表面起翘、脱落等问题，严重制约锂金属负极应用。与此同时，现阶段的研究表明，锂金属负极循环过程中界面将自发形成不均匀的固体本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种界面自焊接的金属-金属氟化物复合集流体，其特征在于，所述金属-金属氟化物复合集流体包括铜集流体层，以及在铜集流体层一侧或两侧依次设置的金属自焊层、金属氟化物功能层；金属自焊层中的金属与金属氟化物功能层中的金属是同种金属元素。

2.根据权利要求1所述的金属-金属氟化物复合集流体，其特征在于，金属自焊层中的金属包括Sn、Ag、Zn、Mg、Al中的一种；金属氟化物功能层中金属氟化物为金属自焊层中的金属对应的氟化物。

3.根据权利要求1所述的金属-金属氟化物复合集流体，其特征在于，金属自焊层的厚度为0.2～2μm，由具有特定微纳形貌的金属单质组成，其中，特定微纳形...

【技术特征摘要】

1.一种界面自焊接的金属-金属氟化物复合集流体，其特征在于，所述金属-金属氟化物复合集流体包括铜集流体层，以及在铜集流体层一侧或两侧依次设置的金属自焊层、金属氟化物功能层；金属自焊层中的金属与金属氟化物功能层中的金属是同种金属元素。

2.根据权利要求1所述的金属-金属氟化物复合集流体，其特征在于，金属自焊层中的金属包括sn、ag、zn、mg、al中的一种；金属氟化物功能层中金属氟化物为金属自焊层中的金属对应的氟化物。

3.根据权利要求1所述的金属-金属氟化物复合集流体，其特征在于，金属自焊层的厚度为0.2～2μm，由具有特定微纳形貌的金属单质组成，其中，特定微纳形貌包含颗粒堆积、三维枝状、纳米片堆积、无凸起平滑层中的一种。

4.根据权利要求1所述的金属-金属氟化物复合集流体，其特征在于，金属氟化物功能层由单相微纳金属氟化物颗粒、碳导电剂、高模量聚合物交联网络紧密堆积构成；金属氟化物功能层的厚度为3～6μm，表面具有粗糙丘陵状团簇凸起。

5.一种如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文彬，董秋江，李昕岳，韩晓鹏，侯雅钧，张万兴，李嘉成，肖凯文，李晋，朱刚祥，徐洪奔，孙兆勇，陈强，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：