一种制备Ge-Cu复合的纳米网状电极结构的方法技术

本发明专利技术提出一种制备Ge‑Cu复合的纳米网状电极结构的方法。首先，通过激光增材制造技术在超薄Cu箔表面成形Al‑Ge‑Cu合金层作为电极前驱体。然后通过化学脱合金选择性去除Al元素，获得Ge‑Cu复合的纳米网状电极结构。Ge的尺寸为纳米尺度，具有较小的体积膨胀效应。Ge和Cu构成网状结构骨架，在Ge/Cu界面、网状结构/Cu箔集流体界面之间通过冶金结合的方式互相连接，使电极结构获得良好的稳定性和导电性。此外，多孔网状结构一方面有利于缓解体积变化，另一方面为锂离子扩散提供通道。综上所述，Ge‑Cu复合的纳米网状电极在锂离子电池中可获得良好的电化学性能。与此同时，激光增材制造‑脱合金复合工艺具有效率高、成本低等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光先进制造和锂离子电池电极制备领域，具体涉及一种制备ge-cu复合的纳米网状电极结构的方法，以及使用该方法制备的ge-cu纳米网状结构。

技术介绍

1、能量密度、循环寿命以及快速充放电能力是衡量锂离子电池使用性能的重要指标。商用石墨电极具有优异的循环稳定性和倍率性能，然而其理论比容量较低(372mah/g)，难以满足锂离子电池的发展需求。

2、现有的电极材料中，ge具有较高的理论比容量(1600mah/g)和良好的导电性，有利于提高锂离子电池能量密度和倍率性能，引起广泛的关注。然而，ge在锂化反应时存在较大的体积膨胀效应(～300％)，限制了锂离子电池的循环稳定性。[非专利文献：“in situsynthesis of core-shell structured ge@nc hybrids as high performance anodematerial for lithium-ion batteries”，b.r.wang等,chem.eng.j.360(2019)1301-1309，2019年03月15日]

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【技术保护点】

1.一种制备Ge-Cu复合的纳米网状电极结构的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备Ge-Cu复合的纳米网状电极结构的方法，其特征在于，所述步骤1中Cu箔厚度为10-50μm。

3.根据权利要求1所述的制备Ge-Cu复合的纳米网状电极结构的方法，其特征在于，所述工作台为弧形工作台。

4.根据权利要求3所述的制备Ge-Cu复合的纳米网状电极结构的方法，其特征在于，所述工作台的材料为不锈钢、Cu、Al或Ti。

5.根据权利要求1所述的制备Ge-Cu复合的纳米网状电极结构的方法，其特征在于，所述步骤1中所述混合粉末的颗粒度为0.5-1...

【技术特征摘要】

1.一种制备ge-cu复合的纳米网状电极结构的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备ge-cu复合的纳米网状电极结构的方法，其特征在于，所述步骤1中cu箔厚度为10-50μm。

3.根据权利要求1所述的制备ge-cu复合的纳米网状电极结构的方法，其特征在于，所述工作台为弧形工作台。

4.根据权利要求3所述的制备ge-cu复合的纳米网状电极结构的方法，其特征在于，所述工作台的材料为不锈钢、cu、al或ti。

5.根据权利要求1所述的制备ge-cu复合的纳米网状电极结构的方法，其特征在于，所述步骤1中所述混合粉末的颗粒度为0.5-100μm；所述混合粉末中ge元素含量为10wt.％-80wt.％。

6.根据权利要求1所述的制备ge-cu复合的纳米网状电极结构的方法，其特征在于，所述步骤1中粉末预置方式为送粉式、刮粉式或旋涂法。

7.根据权利要求1所述的制备ge-cu复合的纳米网状电极结构的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄婷，曹利，肖荣诗，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：