一种锂金属电池负极及其制备方法和锂金属电池技术

本发明专利技术提出一种锂金属电池负极材料，采用轻薄的碳纤维膜或碳纤维纸作为复合负极的基底，利用合适固含量的聚酰胺酸对碳纤维材料进行造孔，多孔结构的碳纤维材料对金属氧化物起到定向形核和沉积的作用；通过金属氧化物均匀分布形成亲锂位点，掺入的亲锂位点可以调控锂成核行为、降低成核势垒。本发明专利技术的轻质多孔碳基复合锂金属负极可以很好地促进锂的均匀沉积，以抑制枝晶生长和体积膨胀，从而达到提升锂金属电池的循环稳定性和安全性能的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂金属电池负极材料及其制备方法和应用，具体涉及一种基于聚酰胺酸辅助构筑轻质多孔碳基复合锂金属负极的方法及其应用，属于锂金属电池。

技术介绍

1、发展高能量密度和可靠的储能系统对全球能源危机和环境恶化的挑战具有重要意义。在现有的候选电池中，锂金属电池因其超高的理论比容量和最低的电势被认为是有很大发展前景的电池。然而，在电池循环过程中，锂沉积的不均匀导致锂金属表面的枝晶生长，增加了副反应的发生和电解液的消耗，从而导致了较低的库伦效率。此外，枝晶刺穿隔膜造成电池短路，可能导致热失控，引起爆炸。为解决上述问题，构建三维骨架的亲锂碳基复合金属锂负极可以有效抑制枝晶的生长，是一种提高电池电化学性能的有效策略。luo等人通过静电纺丝法制备碳纤维膜，借助水热法将氧化镍（nio）和氧化钴（coo）纳米针阵列修饰到碳纤维膜表面，制备了三维碳膜（nco-cnf），碳骨架中丰富的亲锂位点有效抑制了枝晶生长，以保证可逆的锂电镀和剥离[journal of energy chemistry, 2023, 77, 11-18]。zeng等人通过水热法将亲锂的fe3o4本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锂金属电池负极的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的锂金属电池负极的制备方法，其特征在于：所述聚酰胺酸的分子量为5万-10万，优选为6万-8万。

3.根据权利要求1所述的锂金属电池负极的制备方法，其特征在于：所述碳纤维为碳纤维膜或碳纤维纸；优选为碳纤维纸；和/或

4.根据权利要求1-3中任一项所述的锂金属电池负极的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，聚酰胺酸溶液中，聚酰胺酸的固含量为4-5%；和/或

5.根据权利要求1-3中任一项所述的锂金属电池负极的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，碳纤维经过清洗、干燥后...

【技术特征摘要】

1.一种锂金属电池负极的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的锂金属电池负极的制备方法，其特征在于：所述聚酰胺酸的分子量为5万-10万，优选为6万-8万。

3.根据权利要求1所述的锂金属电池负极的制备方法，其特征在于：所述碳纤维为碳纤维膜或碳纤维纸；优选为碳纤维纸；和/或

4.根据权利要求1-3中任一项所述的锂金属电池负极的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，聚酰胺酸溶液中，聚酰胺酸的固含量为4-5%；和/或

5.根据权利要求1-3中任一项所述的锂金属电池负极的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，碳纤维经过清洗、干燥后再浸渍在聚酰胺酸溶液中；优选采用乙醇溶液和/或水进行超声清洗；所述分离为过滤或抽滤；和/或

6.根据权利要求1-3中任一项所述的锂金属电池负极的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟劲苍，李瑜婷，王钢，谭红明，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：