[发明专利]一种含缓冲界面层的复合锂金属负极及其制备方法有效
申请号: | 202110749936.4 | 申请日: | 2021-07-02 |
公开(公告)号: | CN113594422B | 公开(公告)日: | 2023-03-28 |
发明(设计)人: | 王木钦;王鸣魁;王德宇;申燕 | 申请(专利权)人: | 华中科技大学 |
主分类号: | H01M4/1395 | 分类号: | H01M4/1395;H01M4/134;H01M4/62;H01M4/74;H01M10/42;H01M10/052 |
代理公司: | 华中科技大学专利中心 42201 | 代理人: | 李智 |
地址: | 430074 湖北*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 缓冲 界面 复合 金属 负极 及其 制备 方法 | ||
1.一种含缓冲界面层的复合锂金属负极的制备方法,其特征在于,包括:
S1,对三维宿体表面进行亲锂性改性,获得表面亲锂性的三维宿体;
S2,在所述亲锂性的三维宿体表面负载石墨烯类材料的缓冲界面层,获得含缓冲界面层的亲锂性的三维宿体;
S3,在惰性气氛下将固态锂金属加热熔融,并将含缓冲界面层的亲锂性的三维宿体与熔融锂接触后冷却凝固,制得含缓冲界面层的复合锂金属负极;
所述石墨烯类材料与沉积的锂金属之间存在电荷作用,以使锂金属原子内部电子云发生偏移,从而抑制界面副反应发生;
所述石墨烯类材料包括氧化石墨烯、氧化还原石墨烯、氮杂石墨烯、磷杂石墨烯、硫杂石墨烯中的至少一种。
2.如权利要求1所述的含缓冲界面层的复合锂金属负极的制备方法,其特征在于,采用热处理、电镀、蒸镀、磁控溅射、化学镀、喷涂、水热、涂覆、化学气相沉积中的任一种方式对三维宿体进行亲锂性改性。
3.如权利要求1所述的含缓冲界面层的复合锂金属负极的制备方法,其特征在于,采用电镀、涂覆、喷涂、磁控溅射、化学镀、水热、化学气相沉积中的任一种方式在所述亲锂性的三维宿体表面负载石墨烯类材料的缓冲界面层。
4.如权利要求1所述的含缓冲界面层的复合锂金属负极的制备方法,其特征在于,所述三维宿体包括碳材料、金属材料中的至少一种。
5.如权利要求4所述的含缓冲界面层的复合锂金属负极的制备方法,其特征在于,所述碳材料由碳布、碳纤维、碳毡、石墨烯、碳纳米管中的至少一种制备得到,呈片层状、网状或泡沫状;
所述金属材料由铜、镍、不锈钢、钨中的至少一种制备得到,呈片层状、网状或泡沫状。
6.如权利要求1所述的含缓冲界面层的复合锂金属负极的制备方法,其特征在于,所述固态锂金属包括以锂为材料所制备的片材、丝材、棒材或块材中的至少一种;
所述加热熔融的温度为190-400℃。
7.如权利要求1所述的含缓冲界面层的复合锂金属负极的制备方法,其特征在于,所述固态锂金属在复合锂金属负极中的质量比例为10%~95%。
8.一种由权利要求1-7任一项所述的方法制备的含缓冲界面层的复合锂金属负极。
9.一种电池,包括正极、隔膜和电解液,其特征在于,还包括如权利要求8所述的含缓冲界面层的复合锂金属负极。
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