一种锂金属负极三维集流体，制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于锂金属电池技术领域，通过水热沉积与氢还原策略，在泡沫铜上构建Co@CoO的核壳交联框架。其中CoO能够提供亲锂位点，引导锂离子的均匀沉积，Co芯也能提供良好的导电性，其次，核壳交联框架能够降低局部电流密度，延缓锂枝晶的生长，有效缓解锂沉积和剥离过程中的巨大的体积波动。本发明专利技术为锂金属负极三维集流体的改性提供了一个全新的思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂金属电池，尤其涉及一种锂金属电池负极三维集流体的改性方法及其应用。

技术介绍

1、随着电动汽车和各种移动终端的需求不断增加，对储能器件的能量密度的要求与日俱增。经过几十年的发展，以石墨为负极的锂离子电池广泛应用于各个领域，但是，由于石墨负极材料的理论容量密度为372 ma·h/g,不能满足人们的需要，因此急需开发更高容量的负极材料。锂金属由于其较高的理论比容量(3860 ma h g-1)和极低氧化还原电位(-3.04 v vs标准氢电极)，被认为能满足人们的需要。然而，尽管锂金属负极有这些明显的优点，但在实际应用过程中，锂枝晶的生长是抑制锂金属负极发展的瓶颈。在循环过程中，由于锂具有较强的化学反应活性，对电解质的极高反应性会形成不稳定的固体电解质界面，此外，不受控制的锂枝晶生长和难以控制的体积膨胀很容易刺穿脆弱和不稳定的sei层，枝晶的生长也会刺穿隔膜，造成电池内部短路。同时，由于锂金属的持续暴露，循环过程中需要更多的电解质，加速了电解质的消耗。

2、研究人员在以下几个方面做出了巨大的努力，通过在锂金属表面构建人工固体电解质界本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锂金属电池负极三维集流体，其特征在于，所述三维集流体以泡沫Cu为基底，基底表面原位生长Co@CoO核壳交联框架结构的Co@CoO/3D Cu的三维集流体。

2.根据权利要求1所述的锂金属电池负极三维集流体，其特征在于，Co@CoO/3D Cu的三维集流体中，Co含量为97.0-97.4%，CoO含量为2.6-3.0%。

3.根据权利要求1所述的Co@CoO/3D Cu的锂金属负极三维集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的锂金属负极三维集流体的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的泡沫Cu为商业泡沫Cu，其孔径为0...

【技术特征摘要】

1.一种锂金属电池负极三维集流体，其特征在于，所述三维集流体以泡沫cu为基底，基底表面原位生长co@coo核壳交联框架结构的co@coo/3d cu的三维集流体。

2.根据权利要求1所述的锂金属电池负极三维集流体，其特征在于，co@coo/3d cu的三维集流体中，co含量为97.0-97.4%，coo含量为2.6-3.0%。

3.根据权利要求1所述的co@coo/3d cu的锂金属负极三维集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的锂金属负极三维集流体的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的泡沫cu为商业泡沫cu，其孔径为0.1-10mm，泡沫铜尺寸为6-10cm2，厚度为0.5-1mm；所述丙酮和稀盐酸的体积为20-100ml，所述稀盐酸的浓度为3-20wt%，超声清洗步骤时间为20-40min。

5.根据权利要求3所述的锂金属负极三维集流体的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的前驱体溶液，溶剂为去离子水，其成分为co(no3) 2 ·6h2o，nh4f，尿素，所述co(no3) 2·6h2o的质量浓度为2%-2.4%，所述尿素的质量浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涯皓，肖祥龙，张露露，颜波，陶华超，杨学林，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：