CN106025230A - 一种高比能二次电池用锂阳极 - Google Patents

一种高比能二次电池用锂阳极 Download PDF

Info

Publication number
CN106025230A
CN106025230A CN201610559561.4A CN201610559561A CN106025230A CN 106025230 A CN106025230 A CN 106025230A CN 201610559561 A CN201610559561 A CN 201610559561A CN 106025230 A CN106025230 A CN 106025230A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
nano
metal
lithium anode
solid electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610559561.4A
Other languages
English (en)
Inventor
赖延清
洪波
刘晋
张治安
谢科予
洪树
张凯
方静
李劼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENZHEN RESEARCH INSTITUTE CENTRAL SOUTH UNIVERSITY
Original Assignee
SHENZHEN RESEARCH INSTITUTE CENTRAL SOUTH UNIVERSITY
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN RESEARCH INSTITUTE CENTRAL SOUTH UNIVERSITY filed Critical SHENZHEN RESEARCH INSTITUTE CENTRAL SOUTH UNIVERSITY
Priority to CN201610559561.4A priority Critical patent/CN106025230A/zh
Publication of CN106025230A publication Critical patent/CN106025230A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
    • H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H01M4/382—Lithium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/483—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • H01M4/602—Polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高比能二次电池用锂阳极。所述锂阳极由导电基底、定向生长于导电基底上的纳米管阵列、存在于纳米管阵列中的金属锂以及覆盖于纳米管结构上方的阻挡层组成。其优势在于锂金属存在并封闭于管道结构中，可有效防止锂枝晶产生，并且，以富含电解液的金属有机物框架（MOF）或其他导锂材料作为阻挡层，可以有效防止局部纳米管中锂枝晶过度生长，确保电池安全性能。

Description

一种高比能二次电池用锂阳极
技术领域
本发明属于储能器件领域，具体涉及高比能二次电池用锂金属阳极技术领域。
背景技术
锂（Li）是最小（原子半径0.76Å）、最轻（密度0.53g/cm3）且电位最低（-3.040V vs. SHE）的金属元素，以金属Li为阳极的二次电池具有极高的能量密度，被誉为电池设计制造业的“圣杯”，1970至1980年代曾出现过金属锂二次电池的研发热潮。但是，金属Li阳极的锂枝晶生长及其所导致的电池寿命短与安全性能差等问题，严重制约了金属Li二次电池的发展，期间尽管Moli能源公司曾推出过金属Li二次电池产品，但是1989年发生的起火事故导致金属Li二次电池发展陷入停顿。
锂枝晶生长是阻碍金属锂阳极在二次电池中商业化应用的最根本性问题，由此将导致以下三方面问题：（1）锂枝晶反复生长与溶解，使其表面SEI膜不断形成、剥落与堆积，造成电池充放电效率难以提高，界面阻抗持续增大，最终引起电池失效；（2）电池放电时，锂阳极溶解优先发生在易放电的枝晶根部，根部溶断后的枝晶将附着于不能电子导电的SEI膜上，成为“死锂”，导致电极活性物质损失，使电池容量衰减，从而缩短电池寿命；（3）锂枝晶过度生长可能会刺穿隔膜甚至延伸至正极，引起电池内部短路，引发电池起火甚至爆炸，带来极大的安全隐患。
目前，抑制电极表面锂枝晶生长、提高电池库伦效率主要有四个研究方向。一是通过优化溶剂、锂盐、电解液添加剂的方法或者以预成膜方式来增加锂负极表面SEI膜的稳定性及均一性。研究表明，通过获得更加均一及高强度SEI膜对抑制低电流密度下锂枝晶的形成及生长有较好效果，但电流密度稍高时效果则不佳。这主要是因为SEI成分及结构过于复杂，无法完全保证整体的均一性，另外SEI膜机械强度有限，电流密度高时机械应力增大，膜层破裂及剥落难以避免，因此单纯依靠SEI优化只有抑制但不能消除锂枝晶。二是通过向电解液中添加其他盐或无机化合物（InCl3、AlI3、MgI2、Mg(ClO4)2等），使锂在沉积过程中形成锂金属合金，这些合金可降低锂电极活性抑制锂枝晶生长。但是添加的金属阳离子会在形成合金的过程中逐渐消耗掉，因此这种方法抑制锂枝晶形成的效果缺乏持久性。三是采用具有一定强度的固态电解质作为机械阻挡层来阻止锂枝晶生长。Monroe提出只要阻挡层剪切模量高于锂的两倍就可阻止锂枝晶生长，达到这种要求的电解质包括聚合物电解质、聚合物单离子导体、无机-有机水合物电解质以及无机固体电解质。这种方法可以持久有效地阻挡锂枝晶穿透，但是并没有从根本上改变锂枝晶生长机制。锂枝晶会在阻挡层以下继续生长并形成疏松“苔藓”结构，降低电池库伦效率，另外这些电解质常温下电导率目前也达不到商业应用要求。四是通过自愈式静电屏蔽（Self-Healing Electrostatic Shield）抑制锂枝晶生长。Stark Goodman发现某些碱或碱土金属阳离子（Na、Al、Mg、Cs等）会对锂枝晶生长产生抑制作用。此后美国西北太平洋国家实验室提出在1M LiPF6/PC电解液中添加一定浓度的CsPF6，利用Cs+自愈式静电屏蔽效应（Cs+在强电场部位优先吸附并阻挡Li+吸附）抑制锂枝晶的非均匀生长，在铜基底上获得了定向生长的纳米锂簇阳极。该方法依据锂枝晶生长特点，通过诱导和屏蔽作用使锂枝晶均匀定向沉积，基本抑制了局部锂枝晶过度生长。但是，由于纳米锂簇间有细微孔隙存在，锂簇各向均与电解液接触并成膜，加之充放电过程锂簇横向溶解造成电极结构破坏，因此这种阳极仍然存在库伦效率低以及循环寿命短等问题。
如上文分析可知，锂枝晶生长导致锂阳极的低库伦效率、短循环寿命、高安全隐患仍然是限制高能二次电池用锂金属阳极商业化应用的关键与难点问题。由于锂枝晶生长特点及锂金属阳极工作环境的复杂性，目前提出的各类锂阳极均在解决锂枝晶生长的同时却无法保证电极循环寿命和安全隐患。
发明内容
针对现有二次电池用锂阳极在解决锂枝晶生长的同时无法同时达到高循环寿命和高安全性的问题，本发明旨在提供一种新型高比能二次电池用锂阳极，这种锂阳极在抑制电极表面锂枝晶生长的同时解决了库伦效率低、循环寿命短和安全性差的问题。
本发明采用的技术方案是提供一种新型高比能二次电池用锂阳极，所述锂阳极由导电基底、定向生长于导电基底上的纳米管阵列、存在于纳米管结构中的金属锂以及覆盖于纳米管阵列上方的阻挡层组成。
所述阻挡层为包含电解质的无机或有机物杂化框架、固体电解质中的一种。
所述作为阻挡层的无机或有机杂化框架选自金属有机框架（MOF）、共价-有机框架（COF）、沸石-咪唑框架（ZIF）中的一种。所述固体电解质为无机固体电解质或聚合物固体电解质中的一种，所述无机固体电解质为Li3N、Li-β-Al2O3、Li4GeO4-Zn2GeO4、Li4SiO4、Li4TiO4、Li4Zr(SiO4)2、Li1-x(Li3-xMgxSiO4)、LiM2(PO4)3(M=Ti、Ge)、Li3Sc1.6Al0.4(PO4)、Li2.9Sc0.9Zr0.1(PO4)3、Li4-2xSxTi1-xO4中的任意一种，所述聚合物固体电解质为锂盐与有机聚合物的复合。
所述锂盐为LiPF6、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiCH(CF3SO2)2、LiClO4、LiTFSI、LiFSI、LiBOB 、LiBF4、LiAsF6、LiODFB、Li(C2F5SO2)2N、Li(C2H5)3PF3中的任意一种。
所述有机聚合物为聚环氧乙烯（PEO）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯酸甲酯（PMMA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈（PAN）、聚氧化丙烯、聚乙烯亚胺、聚苯甲酸酯、聚酰胺、聚磷腈、二乙二醇甲醚缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、二甲基硅氧烷-2氧化乙烯中的任意一种。
所述导电基底为金属或金属合金基底、炭材料基底、导电聚合物基底、导电塑料基底中的任意一种。所述金属或金属合金为Cu、Sn、Tn、Sb、Al、Mg、Pt、Ag、Au中的任一种或其中任意两种金属形成的合金。所述导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚酮酞菁、聚乙炔中的任意一种。所述炭材料基底石墨、活性炭、石墨烯、乙炔黑、碳纳米管中的任意一种或多种组合。所述导电塑料为添加金属或石墨粉末的PVC、PP、PS、ABS、PA中的任意一种。
作为本发明的优化，所述纳米管阵列结构直径最好为10nm~100nm，所述纳米管材料为不导电的金属氧化物、聚合物材料中的任意一种。所述金属氧化物为TiO2、CuO、Fe2O3、Al2O3、ZrO2、SiO2中的任意一种。所述聚合物为聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚甲基苯烯酸甲酯（PMMA）、聚对亚苯基乙烯（PPV）、聚碳酸酯（PC）、聚乳酸（PLA）、聚氯乙烯（PVC）、ABS、尼龙（PA）中的任意一种。
本发明一种高比能二次电池用定向生长/溶解锂阳极具有以下优点：
1. Li金属封闭于管道中，防止电解液从侧面浸泡及腐蚀Li棒，有效保证电池充放电过程中Li呈单向生长/溶解，保证循环过程电极结构的稳定性。
2. 锂表面形成的SEI膜面积很小且同样封闭于管道中，避免了由于锂枝晶非均匀生长形成的应力，能够有效克服充放电过程中SEI膜易破裂的缺点，避免由于SEI膜破裂形成高导Li区域引发的锂枝晶过度生长。
3.以富含电解液的金属有机物框架（MOF）或其他导锂材料作为阻挡层，可以有效防止局部纳米管中锂枝晶过度生长，确保电池安全性能。这种锂阳极用于锂硫电池时，还可防止多硫化物穿梭效应。
4. 某些金属氧化物纳米管（如TiO2纳米管）制作技术成熟，本身还可嵌Li+，且嵌锂后体积变化只有3%，因此其在支撑阳极结构的同时还能提供部分能量。
综上所述，本发明的Li定向生长/溶解阳极从根本上解决了困扰金属锂二次电池多年的多锂枝晶及低库伦效率等关键科学问题，在有效防止局部纳米管阵列中锂枝晶过度生长的同时，履盖于纳米管阵列上方的阻挡层确保了电池的安全性能。本发明的锂阳极不仅效能高，而且安全性好，能有效地推进锂硫及锂空气等高能二次电池商业化应用。
说明书附图
图1是本发明锂阳极的剖面结构示意图；其中1是导电基底；2是纳米管阵列；3是金属锂；4是阻挡层；
图2是本发明锂阳极的俯视图。
具体实施方式
以下是本发明的较佳实施例的具体说明，并不对本发明构成任何限制，即本发明并不意味着仅限于上述实施例，本技术领域中常见的变型或替代化合物均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
实施例 1
以铜为导电基底，在铜基底电沉积一层Ti，然后在1%HF+0.5%NH4F+H2O混合溶液中通过阳极氧化形成Cu基TiO2纳米管阵列结构，Cu基TiO2纳米管道直径尺寸约为10nm。在堕性气氛下通过电沉积将Li定向沉积于Cu基TiO2纳米管中，并在管口处涂覆MOF金属有机框架阻挡层，制得高比能锂阳极（Cu/Li-TiO2/MOF）。
实施例 2
在CuZn合金为导电基底，在此导电基底上生长Fe2O3纳米管阵列，纳米管直径约为100nm，在手套箱中通过机械挤压方式将Li压入于基Fe2O3纳米管中，并在管口处涂覆COF金属有机框架阻挡层，制得定向生长/溶解锂阳极（Cu/Li- Fe2O3/MOF）。
实施例 3
以铜为导电基底，在铜基底上生长Al2O3纳米管阵列，Cu基Al2O3纳米管道直径尺寸约为30nm。在氧含量低于5ppm的氮气氛中通过电沉积将Li定向沉积于Cu基Al2O3纳米管中，并在管口处涂覆LiClO4-PEO固体电解质材料作为阻挡层，制得定向生长/溶解锂阳极（Cu/Li-TiO2/MOF）。
实施例 4
在石墨基底电沉积一层Ti，然后通过溶解氧化形成石墨基TiO2纳米管，纳米管直径约为50nm，在手套箱中通过电沉积将Li定向电沉积于石墨基TiO2纳米管中，并在管口处涂覆Li4SiO4固体电解质阻挡层，制得定向生长/溶解锂阳极（石墨/Li-TiO2/MOF）。
实施例 5
采用乙酸锌、异丙醇、二乙醇胺三种溶剂混合并充分搅拌后，用导电PVC板浸渍提拉，充分干燥后将其煅烧，可得到均匀附着于铜基底上的棒状纳米ZnO阵列。以此ZnO纳米棒阵列为模板，将聚丙烯（PP）颗粒加热至熔化并滴在此模板上，待熔体完全浸透后在空气中冷却。进而将模板置于3M的NaOH水溶中浸泡以去除ZnO纳米管，得到PVC基PP纳米管阵列，纳米管直径约为30nm。在高纯氩气气氛中通过化学气相沉积方式将Li沉积入PVC基PP纳米管阵列中，并在管口处涂覆LiTFSI-PMMA固体电解质阻挡层，制得定向生长/溶解锂阳极（Cu/Li- PP/MOF）。
性能测试
本发明制得的定向生长/溶解锂阳极组装电池后进行高电压循环性能测试，具体方法和测试结果如下 ：
1. 电池的组装：以涂覆与铝箔上的载S碳纳米管为正极，0.8M LiTFI（DOL：DME=1:1）为电解液，与本发明制得的定向生长/溶解锂阳极组装成2032扣式锂硫电池，隔膜采用celgard2400，电池静置12小时后进行测试。
2. 电池循环性能测试：在室温25±5 ℃, 相对湿度 50~80 % 的条件下对电池进行1.8-2.6 V电池循环性能测试，测试步骤为：a. 0.5C恒流充电到2.6 V，然后恒压充电至截止电流0.01 C；静置5 分钟；b. 0.5C恒流放电到1.8 V，静置5 分钟；c.循环步骤a和b，循环次数为100次。
实施例1-5制得的电池测试相关结果见附表1。
附表1
从附表1电池性能测试数据可知，采用本发明实施例1-5锂金属阳极的锂硫电池在100次循环后的容量保持率接近或超过85%。，远高于传统锂片阳极。

Claims (10)

1.一种高比能二次电池用定向生长/溶解锂阳极，其特征在于：所述锂阳极由导电基底、定向生长于导电基底上的纳米管阵列、存在于纳米管阵列中的金属锂以及覆盖于纳米管阵列上方的阻挡层组成；所述阻挡层为包含电解质的无机或有机物杂化框架、固体电解质中的一种。
2.根据权利要求1所述的锂阳极，其特征在于：所述包含电解质的无机或有机杂化框架选自金属有机框架、共价-有机框架、沸石-咪唑框架中的一种。
3.根据权利要求1所述的锂阳极，其特征在于：所述固体电解质为无机固体电解质或聚合物固体电解质；所述聚合物固体电解质为锂盐与有机聚合物的复合。
4.根据权利要求3所述的锂阳极，其特征在于：所述无机固体电解质为Li3N、Li-β-Al2O3、Li4GeO4-Zn2GeO4、Li4SiO4、Li4TiO4、Li4Zr(SiO4)2、Li1-x(Li3-xMgxSiO4)、LiM2(PO4)3(M=Ti、Ge)、Li3Sc1.6Al0.4(PO4)、Li2.9Sc0.9Zr0.1(PO4)3、Li4-2xSxTi1-xO4中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的锂阳极，其特征在于：所述锂盐为LiPF6、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiCH(CF3SO2)2、LiClO4、LiTFSI、LiFSI、LiBOB 、LiBF4、LiAsF6、LiODFB、Li(C2F5SO2)2N、Li(C2H5)3PF3中的任意一种；所述有机聚合物为聚环氧乙烯（PEO）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯酸甲酯（PMMA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈（PAN）、聚氧化丙烯、聚乙烯亚胺、聚苯甲酸酯、聚酰胺、聚磷腈、二乙二醇甲醚缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、二甲基硅氧烷-2氧化乙烯中的任意一种。
6.根据权利要求1~5 所述之一的锂阳极，其特征在于：所述导电基底为金属或金属合金基底、炭材料基底、导电聚合物基底、导电塑料基底中的任意一种。
7.根据权利要求6所述之一的锂阳极，其特征在于：所述金属或金属合金为Cu、Sn、Tn、Sb、Al、Mg、Pt、Ag、Au中的任一种或其中任意两种金属形成的合金；所述炭材料基底石墨、活性炭、石墨烯、乙炔黑、碳纳米管中的任意一种或多种组合；所述导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚酮酞菁、聚乙炔中的任意一种；所述导电塑料为添加金属或石墨粉末的PVC、PP、PS、ABS、PA中的任意一种。
8.根据权利要求1~5 所述之一的锂阳极，其特征在于：所述纳米管阵列直径为10nm~100nm；所述纳米管阵列的材料为不导电子的金属氧化物或聚合物材料。
9.根据权利要求8所述之一的锂阳极，其特征在于：所述金属氧化物为TiO2、CuO、Fe2O3、Al2O3、ZrO2、SiO2中的任意一种；所述聚合物为聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚甲基苯烯酸甲酯（PMMA）、聚对亚苯基乙烯（PPV）、聚碳酸酯（PC）、聚乳酸（PLA）、聚氯乙烯（PVC）、ABS、尼龙（PA）中的任意一种。
10.根据权利要求1所述的锂阳极，其特征在于：所述导电基底为铜基底或石墨基底，所述纳米管阵列为纳米ZnO阵列、TiO2纳米管阵列、Fe2O3纳米管阵列或Al2O3纳米管阵列中的任意一种；所述阻挡层为MOF金属有机框架、LiClO4-PEO固体电解质、Li4SiO4固体电解质阻挡层或LiTFSI-PMMA固体电解质阻挡层中的任意一种。
CN201610559561.4A 2016-07-17 2016-07-17 一种高比能二次电池用锂阳极 Pending CN106025230A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610559561.4A CN106025230A (zh) 2016-07-17 2016-07-17 一种高比能二次电池用锂阳极

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610559561.4A CN106025230A (zh) 2016-07-17 2016-07-17 一种高比能二次电池用锂阳极

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106025230A true CN106025230A (zh) 2016-10-12

Family

ID=57117949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610559561.4A Pending CN106025230A (zh) 2016-07-17 2016-07-17 一种高比能二次电池用锂阳极

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106025230A (zh)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106684298A (zh) * 2017-01-22 2017-05-17 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种锂离子电池隔膜及其应用
CN107808944A (zh) * 2017-10-25 2018-03-16 北京理工大学 用于金属锂负极保护的多孔MOF/CNFs复合材料
CN108011094A (zh) * 2017-11-10 2018-05-08 上海交通大学 一种锂硫电池复合正极材料的制备方法
CN108172761A (zh) * 2017-12-30 2018-06-15 中南大学 一种用于锂二次电池的复合负极、及其制备和应用
CN108258241A (zh) * 2018-01-16 2018-07-06 北京工业大学 一种利用zif-8多孔碳材料抑制锂枝晶生长的锂电池负极
CN108767263A (zh) * 2018-07-16 2018-11-06 哈尔滨工业大学 一种改性金属锂负极铜箔集流体的制备方法及应用
CN109216681A (zh) * 2018-09-21 2019-01-15 合肥工业大学 一种基于TiO2纳米管阵列/泡沫钛的锂金属负极材料及其制备方法
CN109962291A (zh) * 2017-12-25 2019-07-02 成都市银隆新能源有限公司 一种用于锂离子电池的宽温域的电解液及其制备方法
CN109980235A (zh) * 2019-04-08 2019-07-05 中国科学院化学研究所 一种低体积变化的金属二次电池负极制备方法及应用
CN110165124A (zh) * 2019-05-16 2019-08-23 华南师范大学 一种应用于锂-二硫化硒电池的双涂层隔膜及其制备方法和应用
GB2576165A (en) * 2018-08-07 2020-02-12 Thermal Ceram Uk Ltd Energy storage device and inorganic fibres for use therein
CN111403692A (zh) * 2020-03-09 2020-07-10 重庆天齐锂业有限责任公司 一种具有疏水保护层的金属锂负极的制备方法
CN112103512A (zh) * 2020-10-09 2020-12-18 中国科学院物理研究所 一种负极集流体、其制备方法与应用
WO2021008467A1 (zh) * 2019-07-12 2021-01-21 华为技术有限公司 金属负极及其制备方法和二次电池
CN112259714A (zh) * 2020-09-29 2021-01-22 东莞东阳光科研发有限公司 固态电池复合电极片及其制备方法、包含其的固态电池
CN112432979A (zh) * 2020-12-08 2021-03-02 重庆医科大学 纳米复合材料、esat-6电化学适体传感器及其制备与检测方法
CN112703618A (zh) * 2018-09-25 2021-04-23 丰田自动车工程及制造北美公司 锂金属固态电池的纳米合金中间相
CN113330608A (zh) * 2019-02-11 2021-08-31 福特切尔国际有限公司 用于高性能电池的具有电极添加剂的电极及其应用
GB2598529A (en) * 2018-08-07 2022-03-09 Thermal Ceram Uk Ltd Energy storage device and ionic conducting composition for use therein
CN114447339A (zh) * 2022-03-15 2022-05-06 宁夏氟峰新材料科技有限公司 一种用于锂电池的改性PVDF/纳米MOFs胶粘剂及制备方法

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106684298A (zh) * 2017-01-22 2017-05-17 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种锂离子电池隔膜及其应用
CN106684298B (zh) * 2017-01-22 2020-03-31 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种锂离子电池的应用方法
CN107808944A (zh) * 2017-10-25 2018-03-16 北京理工大学 用于金属锂负极保护的多孔MOF/CNFs复合材料
CN108011094A (zh) * 2017-11-10 2018-05-08 上海交通大学 一种锂硫电池复合正极材料的制备方法
CN109962291A (zh) * 2017-12-25 2019-07-02 成都市银隆新能源有限公司 一种用于锂离子电池的宽温域的电解液及其制备方法
CN108172761B (zh) * 2017-12-30 2021-05-28 中南大学 一种用于锂二次电池的复合负极、及其制备和应用
CN108172761A (zh) * 2017-12-30 2018-06-15 中南大学 一种用于锂二次电池的复合负极、及其制备和应用
CN108258241A (zh) * 2018-01-16 2018-07-06 北京工业大学 一种利用zif-8多孔碳材料抑制锂枝晶生长的锂电池负极
CN108258241B (zh) * 2018-01-16 2020-11-27 北京工业大学 一种利用zif-8多孔碳材料抑制锂枝晶生长的锂电池负极
CN108767263A (zh) * 2018-07-16 2018-11-06 哈尔滨工业大学 一种改性金属锂负极铜箔集流体的制备方法及应用
CN108767263B (zh) * 2018-07-16 2021-01-01 哈尔滨工业大学 一种改性金属锂负极铜箔集流体的制备方法及应用
GB2598529A (en) * 2018-08-07 2022-03-09 Thermal Ceram Uk Ltd Energy storage device and ionic conducting composition for use therein
GB2576165A (en) * 2018-08-07 2020-02-12 Thermal Ceram Uk Ltd Energy storage device and inorganic fibres for use therein
CN109216681A (zh) * 2018-09-21 2019-01-15 合肥工业大学 一种基于TiO2纳米管阵列/泡沫钛的锂金属负极材料及其制备方法
CN109216681B (zh) * 2018-09-21 2022-02-11 合肥工业大学 一种基于TiO2纳米管阵列/泡沫钛的锂金属负极材料及其制备方法
CN112703618A (zh) * 2018-09-25 2021-04-23 丰田自动车工程及制造北美公司 锂金属固态电池的纳米合金中间相
CN113330608A (zh) * 2019-02-11 2021-08-31 福特切尔国际有限公司 用于高性能电池的具有电极添加剂的电极及其应用
CN109980235B (zh) * 2019-04-08 2021-01-26 中国科学院化学研究所 一种低体积变化的金属二次电池负极制备方法及应用
CN109980235A (zh) * 2019-04-08 2019-07-05 中国科学院化学研究所 一种低体积变化的金属二次电池负极制备方法及应用
CN110165124A (zh) * 2019-05-16 2019-08-23 华南师范大学 一种应用于锂-二硫化硒电池的双涂层隔膜及其制备方法和应用
CN110165124B (zh) * 2019-05-16 2022-02-22 华南师范大学 一种应用于锂-二硫化硒电池的双涂层隔膜及其制备方法和应用
WO2021008467A1 (zh) * 2019-07-12 2021-01-21 华为技术有限公司 金属负极及其制备方法和二次电池
CN111403692A (zh) * 2020-03-09 2020-07-10 重庆天齐锂业有限责任公司 一种具有疏水保护层的金属锂负极的制备方法
CN111403692B (zh) * 2020-03-09 2023-01-20 重庆天齐锂业有限责任公司 一种具有疏水保护层的金属锂负极的制备方法
CN112259714A (zh) * 2020-09-29 2021-01-22 东莞东阳光科研发有限公司 固态电池复合电极片及其制备方法、包含其的固态电池
CN112103512A (zh) * 2020-10-09 2020-12-18 中国科学院物理研究所 一种负极集流体、其制备方法与应用
CN112432979A (zh) * 2020-12-08 2021-03-02 重庆医科大学 纳米复合材料、esat-6电化学适体传感器及其制备与检测方法
CN112432979B (zh) * 2020-12-08 2022-02-15 重庆医科大学 纳米复合材料、esat-6电化学适体传感器及其制备与检测方法
CN114447339A (zh) * 2022-03-15 2022-05-06 宁夏氟峰新材料科技有限公司 一种用于锂电池的改性PVDF/纳米MOFs胶粘剂及制备方法
CN114447339B (zh) * 2022-03-15 2023-09-15 宁夏氟峰新材料科技有限公司 一种用于锂电池的改性PVDF/纳米MOFs胶粘剂及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106025230A (zh) 一种高比能二次电池用锂阳极
Wang et al. Uniform and dendrite-free zinc deposition enabled by in situ formed AgZn 3 for the zinc metal anode
Ke et al. Surface engineering of commercial Ni foams for stable Li metal anodes
Liu et al. NiO/C nanocapsules with onion-like carbon shell as anode material for lithium ion batteries
Zhuo et al. Highly porous dendritic Ni–Sn anodes for lithium-ion batteries
Han et al. Selective formation of carbon‐coated, metastable amorphous ZnSnO3 nanocubes containing mesopores for use as high‐capacity lithium‐ion battery
Sano et al. Observation of electrodeposited lithium by optical microscope in room temperature ionic liquid-based electrolyte
Yuksel et al. Coaxial silver nanowire network core molybdenum oxide shell supercapacitor electrodes
Kaiser et al. A methodical approach for fabrication of binder-free Li2S-C composite cathode with high loading of active material for Li-S battery
US20130344394A1 (en) Tin carbon composite, method for preparing same, battery negative electrode component comprising same, and battery having the negative electrode component
Yang et al. Flexible SnTe/carbon nanofiber membrane as a free-standing anode for high-performance lithium-ion and sodium-ion batteries
Zhang et al. Environment-friendly synthesis of carbon-encapsulated SnO2 core-shell nanocubes as high-performance anode materials for lithium ion batteries
WO2014085233A2 (en) Lithium-ion capacitors and methods of production
Zhang et al. Pseudo-solid-solution CuCo2O4/C nanofibers as excellent anodes for lithium ion batteries
CN105355877A (zh) 一种石墨烯-金属氧化物复合负极材料及其制备方法
Huang et al. Metal‐Organic‐Framework‐Derived MCo2O4 (M= Mn and Zn) Nanosheet Arrays on Carbon Cloth as Integrated Anodes for Energy Storage Applications
Wang et al. Facile synthesis of MgCo 2 O 4 nanowires as binder-free flexible anode materials for high-performance Li-ion batteries
Wu et al. Boosting the electrochemical performance of lithium-sulfur batteries by using a carbon black/LiMn2O4-modified separator
Li et al. In situ synthesis of ZnMn2O4–ZnO–C and ZnMn2O4–C nanohybrids as high performance lithium‐ion battery anodes
CN107579233A (zh) 一种金属掺杂氧化硅分子筛/硫碳复合物及其制备方法和应用
Jin et al. Polypyrrole layer coated MnOx/Fe2O3 nanotubes with enhanced electrochemical performance for lithium ion batteries
Ren et al. Three‐dimensional tin nanoparticles embedded in carbon nanotubes on carbon cloth as a flexible anode for lithium‐ion batteries
Chen et al. Lithium, sodium and potassium storage behaviors of Pb3Nb4O13 nanowires for rechargeable batteries
Song et al. Steric-hindrance effect and self-sacrificing template behavior induced PDA@ SnO2-QDs/N-doped carbon hollow nanospheres: enhanced structural stability and reaction kinetics for long-cyclic Li-ion half/full batteries
Wang et al. In situ tailoring solid electrolyte interphase of three‐dimensional Li metal electrode for enhanced Coulombic efficiency

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20161012