三维集流体及其制备方法和锂电池技术

本发明专利技术涉及锂电池技术领域，尤其是涉及一种三维集流体及其制备方法和锂电池。三维集流体，包括：金属集流体基体；多孔的合金层，位于金属集流体基体的表面；合金层包括M‑X合金成分，M为金属集流体基体中的金属元素，X选自能与锂元素发生合金反应的元素；多孔的碳层，位于合金层的表面；多孔的碳层中掺杂有C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;。本发明专利技术的集流体，具有多重三维多孔结构，提供大量可容纳锂沉积的空间，可抑制枝晶生长并缓解体积膨胀；并且具有良好的亲锂性，可降低成核势垒，减少枝晶产生；同时集流体表面的碳层，一方面提高导电性，减小极化，另一方面可避免锂与电解液的直接接触，提高集流体以及应用上述集流体的电池的循环稳定性，延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池，尤其是涉及一种三维集流体及其制备方法和锂电池。

技术介绍

1、金属锂负极具有极高的理论比容量，然而，金属锂负极在循环过程中严重的枝晶生长问题不仅导致性能恶化，还会引发安全风险。而且，负极沉积过程中巨大的不可控的体积膨胀对于实际应用来说也是极其严峻的挑战。为了解决这一问题，在负极构建三维网络骨架，为金属锂沉积提供容纳空间，减小体积膨胀，同时降低电流密度，促进锂均匀沉积，对于锂金属电池实用化意义重大。

2、有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供三维集流体及其制备方法和锂电池，三维集流体可抑制枝晶生长和缓解体积膨胀，提高电池的循环稳定性。

2、为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术一方面提供了一种三维集流体，包括：

3、金属集流体基体；

4、多孔的合金层，位于所述金属集流体基体的表面；所述合金层包括m-x合金成分，所述m为所述金属集流体基体中的金属元素，所述x选自能与锂元素发生合金反应的元素；

5、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.三维集流体，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的三维集流体，其特征在于，所述X包括Zn、Sn和Bi中的至少一种；

3.根据权利要求1所述的三维集流体，其特征在于，具有如下特征中的至少一个：

4.根据权利要求1所述的三维集流体，其特征在于，具有如下特征中的至少一个：

5.权利要求1～4任一项所述的三维集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理中，退火温度为500～700℃，退火时间为5～10h。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述...

【技术特征摘要】

1.三维集流体，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的三维集流体，其特征在于，所述x包括zn、sn和bi中的至少一种；

3.根据权利要求1所述的三维集流体，其特征在于，具有如下特征中的至少一个：

4.根据权利要求1所述的三维集流体，其特征在于，具有如下特征中的至少一个：

5.权利要求1～4任一项所述的三维集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理中，退火温度为500～700℃，退火时间为5～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨扬，黄杜斌，王春源，
申请(专利权)人：浙江金羽新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：