[发明专利]一种Ag-C型复合材料及其制备固态电池负极材料的用途

说明书

本发明属于二次电池技术领域，具体涉及一种利用过渡金属基无机填料调控的Ag‑C型复合材料，并进一步公开其制备方法以及其制备固态电池负极材料的用途。本发明所述含过渡金属基填料的Ag‑C型复合材料，通过原位合成法将Ag、C与含过渡金属元素的层状金属填料进行复合，形成过渡金属填料调控的Ag‑C复合材料，可有效改善锂在集电器上的均匀沉积，使得无锂阳极固态电池在较高倍率循环得到验证，提高固态电池长循环的安全性以及倍率性。

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，具体涉及一种利用过渡金属基无机填料调控的Ag-C型复合材料，并进一步公开其制备方法以及其制备固态电池负极材料的用途。

背景技术

锂离子电池作为一种新型的储能器件，因具有能量密度高、循环寿命长、工作电压高等优点，以及资源丰富、价格便宜及环境友好等优点，在诸多领域得到广泛的关注及应用，不仅在汽车动力电池方面占据了主导地位，同时也在移动通讯、卫星、高端电子设备等众多高技术领域得到广泛应用。

然而，当前主流锂离子电池是通过使用有机液体电解液和特种添加剂来提高电池电压，进而实现高能量密度优化，这可能会造成严重的安全问题。随着新能源动力电池技术的发展，传统的液态电池已经越来越不能满足消费者的使用需求，锂电池技术朝向高安全性和高能量密度要求趋势发展。目前，高能量密度全固态电池的开发加速了电动汽车以及电网等大规模储能系统的发展，因此，开发高能量密度高安全性的全固态电池(ASSLBs)已成为行业未来发展的趋势。

面对高能量密度固态电池的开发，固体电解质是其关键因素。目前，硫化物固态电解质因其优越的电导率特性在固态电池中得到高度应用。然而，实际应用中却发现，该电池体系在运行过程中伴随锂枝晶生长、低库仑效率和体积膨胀不可规避的问题，导致电池安全性和循环寿命低。为了减少或者避免上述应用缺陷，开发一种新型无锂负极材料来改善电池循环过程能量密度问题，对于固态电池应用性能的优化，具有积极的意义。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于过渡金属基无机填料调控的Ag-C型复合材料，所述复合材料具备更大的比表面积用来Ag纳米粒子附着，LDH和C的协同作用，有利于改善碳材料的团聚现象，使得Ag纳米粒子分布更均匀，更有利于锂离子传输；

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供上述Ag-C型复合材料的制备方法；

本发明所要解决的第三个技术问题在于提供上述Ag-C型复合材料用于制备固态电池负极材料的用途，所述Ag-C型复合材料有助于提高固态电池长循环的安全性以及倍率性。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种Ag-C型复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)取C源材料和过渡金属基无机填料加入第一溶剂混合，备用；

(2)取Ag源材料加入第二溶剂混合，备用；

(3)将上述步骤(1)和(2)中所得溶液混合，收集反应物，得到所需Ag-C型复合材料。

具体的，所述Ag-C型复合材料的制备方法，所述步骤(1)中，所述过渡金属基无机填料包括过渡金属基层状填料。

优选的，所述过渡金属基无机填料为过渡金属基层状双金属氢氧化物M²⁺M³⁺-LDH，其中，

M²⁺选自Ni²⁺、Co²⁺、V²⁺、Ti²⁺、Cr²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Pb²⁺或Ba²⁺中的一种或多种；