CN108232117A - 一种锂金属电池用负极材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种锂金属电池用负极材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108232117A CN108232117A CN201810079938.5A CN201810079938A CN108232117A CN 108232117 A CN108232117 A CN 108232117A CN 201810079938 A CN201810079938 A CN 201810079938A CN 108232117 A CN108232117 A CN 108232117A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium metal
- carrier
- negative material
- lithium
- metal battery
- 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
Links
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 87
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 14
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims abstract description 18
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- -1 Kynoar Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 14
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 10
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 9
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 4
- ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trifluoro-n-(trifluoromethylsulfonyl)methanesulfonamide Chemical compound FC(F)(F)S(=O)(=O)NS(=O)(=O)C(F)(F)F ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 claims description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- UQXKXGWGFRWILX-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dinitrate Chemical compound O=N(=O)OCCON(=O)=O UQXKXGWGFRWILX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 33
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical group [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 abstract description 13
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 7
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910003473 lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide Inorganic materials 0.000 description 4
- QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 125000006091 1,3-dioxolane group Chemical group 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- YKOWROBULMNQMD-UHFFFAOYSA-N [Li].[SH2]=N.FC Chemical compound [Li].[SH2]=N.FC YKOWROBULMNQMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- OPHUWKNKFYBPDR-UHFFFAOYSA-N copper lithium Chemical compound [Li].[Cu] OPHUWKNKFYBPDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011532 electronic conductor Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004355 nitrogen functional group Chemical group 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1395—Processes of manufacture of electrodes based on metals, Si or alloys
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了一种锂金属电池用负极材料，包括集流体和与所述集流体紧密贴合的载体；所述载体具有三维骨架结构，三维骨架的间隙填充有锂金属，所述载体的材质选自聚三聚氰胺、聚丙烯腈、聚苯胺、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的至少一种。本发明采用具有三维骨架结构的不导电的聚合物作为载体，利用载体中含有的官能基团与锂离子的相互作用实现锂离子的平稳沉积，同时抑制体积膨胀，缓解电池内部应力，从而达到抑制锂枝晶生长的目的。以本发明制备的负极材料组装得到的锂离子电池的库伦效率，安全性及循环寿命均得到了显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及锂金属电池的技术领域，具体涉及一种锂金属电池用负极材料及其制备方法和应用。
背景技术
锂电池被广泛用于电动汽车以及便携式电子设备。然而，现在商业化的锂离子电池，由于其本身电极材料的限制，已经难以满足当今社会对电池能量密度日益增长的需求。
锂金属电池由于其极高的理论比容量(3860mAh g-1)，是理想的下一代锂电池。然而，锂金属电池的循环稳定性差以及安全问题，限制了锂金属电池的应用。导致这些问题的根本原因在于不均匀的锂沉积以及锂枝晶的生长。在重复的充放电循环过程中，锂金属表面会产生锂枝晶，锂枝晶的生长会刺穿聚合物隔膜，导致电池短路，产生安全隐患。除此之外，锂金属负极还会产生体积膨胀，增加电池内部应力，减短电池寿命。
电解液添加剂、人工固态电解质界面膜、固态电解质以及亲锂的载体被用来解决上述存在的问题。这些方式可以部分解决上述问题，但是制备过程繁琐，成本较高，不利于商业化生产。
除上述改性方法外，三维镍骨架也被用来抑制锂枝晶的生长，因为其较大的比表面积，可以有效地减小局部电流，抑制锂枝晶生长(Chi et.al.,Prestoringlithium intostable 3D nickel foam host asdendrite-free lithium metal anode，Adv.Funct.Mater.2017,27,1700348)。除此之外，还原氧化石墨烯也被用作锂沉积的载体，抑制锂枝晶的生长(Lin et.al.,Layered reduced graphene oxide withnanoscaleinterlayer gaps as a stable host for lithiummetal anodes)。
但是，上述载体材料都是电子导体，锂离子沉积时，更倾向于沉积于载体表面，难以完全发挥三维载体的作用，彻底抑制锂枝晶的生长。
发明内容
本发明针对上述问题，提供了一种锂金属电池用负极材料，该负极材料可以实现平稳的锂沉积，有效地提高锂金属负极的库伦效率，循环寿命及安全性能。
具体技术方案如下：
一种锂金属电池用负极材料，包括集流体和与所述集流体紧密贴合的载体；
所述载体具有三维骨架结构，三维骨架的间隙填充有锂金属，所述载体的材质选自聚三聚氰胺、聚丙烯腈、聚苯胺、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的至少一种。
本发明中采用的载体，均为不导电的聚合物，其材质中均包含有官能基团结构(含氮官能团，含氧官能团、含氟官能团等)，可以很好的在负极的三维空间内与锂离子产生相互作用，从而实现锂离子的平稳沉积，抑制锂枝晶的生长。除此之外，所述载体具备的三维结构可以为锂沉积提供载体，抑制体积膨胀，缓解电池内部应力。
进一步优选，所述载体选自聚三聚氰胺泡沫，具有三维网状交联的骨架结构，骨架尺寸为5～15μm。
当采用具有三维网状交联的骨架结构的聚三聚氰胺泡沫作为载体时，其化学结构中的含氮基团与锂离子具有更大的结合能，可以有效的均一化锂离子流，实现平稳锂沉积，抑制锂枝晶的生长。经试验发现，采用聚三聚氰胺泡沫作为载体制备的负极材料组装得到的锂金属电池，具有极高的库伦效率和极佳的安全性及循环寿命。
本发明还公开了所述的锂金属电池用负极材料的制备方法，包括：
将载体置于集流体上，以金属锂为对电极，共同置于电解液中，在工作电流密度下通过电沉积的方法制备得到所述的锂金属电池用负极材料。
采用该电沉积工艺，锂离子在外电路电流作用下运动至集流体表面，并从集流体表面得到电子，转换为金属锂，因此，金属锂自集流体与载体的接触面开始，自下而上逐步沉积。
作为优选，所述集流体选自铜箔、、镍箔、铝箔、银箔、金箔。
作为优选，所述工作电流密度为0.05～500mA/cm2，沉积时间为0.01～500h。
作为优选，所述载体为聚三聚氰胺泡沫，厚度为150～250μm；所述集流体为铜箔。进一步优选，所述电沉积的工作电流密度为1mA/cm2，沉积时间为20h；电解液为1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂的1，3-二氧戊环/乙二醇二甲醚，1，3-二氧戊环与乙二醇二甲醚的体积比为1:1。
在上述优化工艺条件下，锂金属最终充满整个聚三聚氰胺泡沫三维骨架表面及内部间隙。以该负极材料组装得到的锂金属电池，具有极高的库伦效率和极佳的安全性及循环寿命。
本发明还公开了一种锂金属电池，以上述的负极材料作为锂金属电池的负极。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明采用具有三维骨架结构的不导电的聚合物作为载体，利用载体中含有的官能基团与锂离子的相互作用实现锂离子的平稳沉积，同时抑制体积膨胀，缓解电池内部应力，从而达到抑制锂枝晶生长的目的。
以本发明制备的负极材料组装得到的锂离子电池的库伦效率，安全性及循环寿命均得到了显著提高，在400次循环之后，库伦效率保持在98％；与钛酸锂电极材料匹配制备得到的半电池，循环次数长达1000次。
附图说明
图1为实施例1～3采用的聚三聚氰胺泡沫的扫描电镜照片；
图2为本发明制备的锂金属电池负极材料的示意图；
图3为实施例1制备的锂金属负极组装的半电池在电流密度为1mAcm-2条件下的循环次数-库伦效率曲线(曲线1)，并给出普通锂金属和铜箔电极组装的半电池的循环次数-库伦效率曲线(曲线2)作为对比；
图4为实施例1制备的锂金属负极材料经30次充放电循环后的扫描电镜照片；
图5实施例2中锂金属负极材料制备过程中锂金属沉积示意图；
图6为实施例2制备的锂金属负极材料组装的对称电池，在电流密度为2mA cm-2的条件下的时间-电压曲线(曲线1)，并给出普通锂金属电极组装的对称电池的时间-电压曲线(曲线2)作为对比；
图7为实施例3制备的锂金属电池负极材料与钛酸锂组装的半电池的放电比容量曲线(曲线1)，并给出普通锂金属电极组装的半电池的放电比容量曲线(曲线2)作为对比。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实例对本发明提供的一种锂金属电池负极进行具体描述，但本发明不限于这些实施例，该领域技术人员在本发明核心指导思想下做出的非本质改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。
本发明以下实施例中均采用聚三聚氰胺泡沫作为载体材料，其扫描电镜照片如图1所示。制备的锂金属负极材料的示意图如图2所示，其中，1为聚三聚氰胺泡沫骨架结构，2为金属锂。
实施例1
为了测试聚三聚氰胺泡沫对锂枝晶生长的抑制作用以及对库伦效率的提升作用，组装锂铜半电池进行测试。具体方法如下：将200μm厚的聚三聚氰胺泡沫放置在铜箔上，锂片为对电极，组装成半电池，电解液为1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)的1,3-二氧戊环(DOL)/乙二醇二甲醚(DME)(1:1，体积比)。使用2032型号纽扣电池在氩气保护的手套箱中进行电池装配。
组装得到的半电池的测试条件为：电沉积/剥离锂金属活性物质的面容量均为1mAh cm-2，在电流密度为1mA cm-2的条件下，其循环次数-库伦效率曲线参见图3，由图可知，其库伦效率超过98％，循环寿命大幅度提升。
作为对比的普通锂金属和铜箔电极组装的半电池的组装过程为：铜箔为集流体，锂片为对电极，电解液为1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)的1,3-二氧戊环(DOL)/乙二醇二甲醚(DME)(1:1，体积比)。使用2032型号纽扣电池在氩气保护的手套箱中进行电池装配。
经过充放电循环30次后，本实施例制备的锂金属电池用负极材料的SEM如图4所示，没有锂枝晶生成。
实施例2
将200μm厚的聚三聚氰胺泡沫放置在铜箔上，以金属锂为对电极，电解液为1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)的1，3-二氧戊环(DOL)/乙二醇二甲醚(DME)(1:1，体积比)，在1mAcm-2的工作电流密度下沉积20h，制备复合锂金属负极，具体沉积示意图如图5所示(1为聚三聚氰胺泡沫骨架结构，2为金属锂，3为集流体)，在外电路电流作用下，金属锂在铜集流体表面得到电子，转换为金属锂，自下而上逐步沉积，最终充满整个聚三聚氰胺泡沫三维骨架表面及内部。
以上述方法制备得到的复合金属锂负极组装为对称电池，电解液为1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)的1，3-二氧戊环(DOL)/乙二醇二甲醚(DME)(1:1，体积比)。使用2032型号纽扣电池在氩气保护的手套箱中进行电池装配。
组装得到的对称电池的测试条件为：电沉积/剥离锂金属活性物质面容量为1mAhcm-2，在电流密度为2mA cm-2条件下，其时间-电压曲线图参见图6，由图可知，相较于没有载体的普通锂金属和铜箔电极组装的对称电池，本实施例制备的复合金属锂负极材料组装的对称电池的循环稳定性和寿命均有大幅度提升。
实施例3
采用实施例2中制备的复合金属锂负极，与钛酸锂(Li4Ti5O12)组装半电池，电解液为1M六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)(1:1,体积比)。
本实施例组装的半电池的放电比容量曲线(曲线1)如图7所示，在2C大倍率条件下，经过1000次循环，测得的放电容量仍能保持稳定，而采用普通锂金属负极的组装的半电池的放电比容量曲线(曲线2)在相同条件下，经过200次循环后，放电容量发生大幅度衰减。
Claims (9)
1.一种锂金属电池用负极材料，其特征在于，包括集流体和与所述集流体紧密贴合的载体；
所述载体具有三维骨架结构，三维骨架的间隙填充有锂金属，所述载体的材质选自聚三聚氰胺、聚丙烯腈、聚苯胺、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的锂金属电池用负极材料，其特征在于，所述载体选自聚三聚氰胺泡沫，具有三维网状交联的骨架结构，骨架尺寸为5～15μm。
3.根据权利要求1所述的锂金属电池用负极材料，其特征在于，所述集流体选自铜箔、镍箔、铝箔、银箔、金箔中的至少一种。
4.一种根据权利要求1～3任一权利要求所述的锂金属电池用负极材料的制备方法，其特征在于，包括：
将载体置于集流体上，以金属锂为对电极，共同置于电解液中，在工作电流密度下通过电沉积的方法制备得到所述的锂金属电池用负极材料。
5.根据权利要求4所述的锂金属电池用负极材料的制备方法，其特征在于，所述工作电流密度为0.05～500mA/cm2，沉积时间为0.01～500h。
6.根据权利要求4所述的锂金属电池用负极材料的制备方法，其特征在于，所述载体为聚三聚氰胺泡沫，厚度为150～250μm；
所述集流体为铜箔。
7.根据权利要求6所述的锂金属电池用负极材料的制备方法，其特征在于，所述工作电流密度为1mA/cm2，沉积时间为20h。
8.根据权利要求7所述的锂金属电池用负极材料的制备方法，其特征在于，所述电解液为1M双三氟甲烷磺酰亚胺锂的1，3-二氧戊环/乙二醇二甲醚，1，3-二氧戊环与乙二醇二甲醚的体积比为1:1。
9.一种锂金属电池，采用根据权利要求1～3任一权利要求所述的负极材料作为锂金属电池的负极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810079938.5A CN108232117A (zh) | 2018-01-27 | 2018-01-27 | 一种锂金属电池用负极材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810079938.5A CN108232117A (zh) | 2018-01-27 | 2018-01-27 | 一种锂金属电池用负极材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108232117A true CN108232117A (zh) | 2018-06-29 |
Family
ID=62668808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810079938.5A Pending CN108232117A (zh) | 2018-01-27 | 2018-01-27 | 一种锂金属电池用负极材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108232117A (zh) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108899472A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-27 | 中国科学技术大学 | 一种锂金属电池用电极片及其制备方法以及一种锂金属电池 |
| CN109112570A (zh) * | 2018-08-03 | 2019-01-01 | 闽南师范大学 | 一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极及其制备方法 |
| CN109273668A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-01-25 | 宁德新能源科技有限公司 | 负极极片及包含其的电化学装置 |
| CN109449376A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-03-08 | 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 | 一种复合锂金属电极及其制备方法 |
| CN109659487A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-19 | 华中科技大学 | 一种用于锂金属负极保护的预锂化方法 |
| CN109734948A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-05-10 | 合肥工业大学 | 一种纳米限域光催化水凝胶的制备方法及其应用 |
| CN109817894A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-28 | 厦门大学 | 一种锂金属电池用负极及其制备方法和应用 |
| CN110429242A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-11-08 | 大连理工大学 | 一种基于MXene气凝胶的复合锂金属负极及其合成方法 |
| CN110635109A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-12-31 | 北京航空航天大学 | 3d打印技术制备的锂金属电极及其制备方法 |
| CN111613772A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-09-01 | 浙江锋锂新能源科技有限公司 | 一种三维结构复合金属锂负极及其制备方法 |
| CN111613773A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-09-01 | 浙江锋锂新能源科技有限公司 | 一种分级结构玻璃纤维与金属锂的复合物及其制备方法 |
| CN112164803A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-01-01 | 天目湖先进储能技术研究院有限公司 | 三维介电聚丙烯腈/纳米银-锂复合材料及其制备方法 |
| CN112838194A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-05-25 | 清华大学 | 一种基于复合负极中三维骨架材料与电解液相互作用优化金属锂负极固液界面层的方法 |
| CN112886019A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-01 | 山东大学 | 一种高稳定三维MXene-COF-Li复合金属锂负极材料及其制备方法与应用 |
| CN112909222A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-06-04 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种锂金属负极及其制备方法和应用 |
| CN113594414A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-02 | 溧阳紫宸新材料科技有限公司 | 一种有机多孔骨架负极、其制备方法和电池 |
| CN113675374A (zh) * | 2020-05-15 | 2021-11-19 | 比亚迪股份有限公司 | 负电极及其制备方法和锂离子电池 |
| CN114270596A (zh) * | 2021-03-31 | 2022-04-01 | 宁德新能源科技有限公司 | 电子装置和电子装置的充电方法 |
| CN114270575A (zh) * | 2021-03-31 | 2022-04-01 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
| CN114388739A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-04-22 | 成都工业学院 | 一种复合锂金属负极、制备方法及应用 |
| CN114695833A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-07-01 | 北京化工大学 | 一种锂金属电池负极材料的锂枝晶抑制装置、系统及方法 |
| WO2022204978A1 (zh) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 负极材料、负极片、电化学装置及电子装置 |
| CN116190568A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-05-30 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种二次电池和电子装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103339701A (zh) * | 2011-02-18 | 2013-10-02 | 住友电气工业株式会社 | 集电体用三维网状铝多孔体、使用该铝多孔体的集电体、使用该集电体的电极、以及均使用该电极的非水电解质电池、电容器和锂离子电容器 |
| CN105789559A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-07-20 | 清华大学 | 一种柔性锂金属电池负极及其制备方法 |
| CN106207091A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-12-07 | 南京大学 | 一种锂离子电池柔性正极、其制备方法及超柔性锂离子全电池 |
| CN106207191A (zh) * | 2015-05-08 | 2016-12-07 | 清华大学 | 一种用于提高锂金属电池循环寿命的高效负极结构 |
| CN106654285A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-05-10 | 浙江大学 | 一种用于锂电池的柔性集流体及其制备方法 |
| CN106711430A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-24 | 中南大学 | 一种用于锂硫电池的锂/碳纤维或多孔碳纸/铜箔复合负极的制备方法 |
| CN106876662A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-20 | 浙江大学 | 一种具有三维结构的金属电极 |
-
2018
- 2018-01-27 CN CN201810079938.5A patent/CN108232117A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103339701A (zh) * | 2011-02-18 | 2013-10-02 | 住友电气工业株式会社 | 集电体用三维网状铝多孔体、使用该铝多孔体的集电体、使用该集电体的电极、以及均使用该电极的非水电解质电池、电容器和锂离子电容器 |
| CN106207191A (zh) * | 2015-05-08 | 2016-12-07 | 清华大学 | 一种用于提高锂金属电池循环寿命的高效负极结构 |
| CN105789559A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-07-20 | 清华大学 | 一种柔性锂金属电池负极及其制备方法 |
| CN106207091A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-12-07 | 南京大学 | 一种锂离子电池柔性正极、其制备方法及超柔性锂离子全电池 |
| CN106654285A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-05-10 | 浙江大学 | 一种用于锂电池的柔性集流体及其制备方法 |
| CN106711430A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-24 | 中南大学 | 一种用于锂硫电池的锂/碳纤维或多孔碳纸/铜箔复合负极的制备方法 |
| CN106876662A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-20 | 浙江大学 | 一种具有三维结构的金属电极 |
Cited By (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108899472B (zh) * | 2018-07-23 | 2022-01-11 | 中国科学技术大学 | 一种锂金属电池用电极片及其制备方法以及一种锂金属电池 |
| CN108899472A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-27 | 中国科学技术大学 | 一种锂金属电池用电极片及其制备方法以及一种锂金属电池 |
| CN109112570A (zh) * | 2018-08-03 | 2019-01-01 | 闽南师范大学 | 一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极及其制备方法 |
| CN109112570B (zh) * | 2018-08-03 | 2019-07-30 | 闽南师范大学 | 一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极及其制备方法 |
| CN109273668A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-01-25 | 宁德新能源科技有限公司 | 负极极片及包含其的电化学装置 |
| US11316167B2 (en) | 2018-09-27 | 2022-04-26 | Ningde Amperex Technology Limited | Anode electrode and electrochemical device containing the same |
| CN109273668B (zh) * | 2018-09-27 | 2021-04-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 负极极片及包含其的电化学装置 |
| CN109659487A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-19 | 华中科技大学 | 一种用于锂金属负极保护的预锂化方法 |
| CN109449376B (zh) * | 2018-12-20 | 2020-12-29 | 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 | 一种复合锂金属电极及其制备方法 |
| CN109449376A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-03-08 | 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 | 一种复合锂金属电极及其制备方法 |
| CN109734948A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-05-10 | 合肥工业大学 | 一种纳米限域光催化水凝胶的制备方法及其应用 |
| CN109734948B (zh) * | 2019-01-09 | 2021-10-08 | 合肥工业大学 | 一种纳米限域光催化水凝胶的制备方法及其应用 |
| CN109817894A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-28 | 厦门大学 | 一种锂金属电池用负极及其制备方法和应用 |
| CN110429242A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-11-08 | 大连理工大学 | 一种基于MXene气凝胶的复合锂金属负极及其合成方法 |
| CN110635109B (zh) * | 2019-07-29 | 2021-07-16 | 北京航空航天大学 | 3d打印技术制备的锂金属电极及其制备方法 |
| CN110635109A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-12-31 | 北京航空航天大学 | 3d打印技术制备的锂金属电极及其制备方法 |
| CN111613772A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-09-01 | 浙江锋锂新能源科技有限公司 | 一种三维结构复合金属锂负极及其制备方法 |
| CN111613773A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-09-01 | 浙江锋锂新能源科技有限公司 | 一种分级结构玻璃纤维与金属锂的复合物及其制备方法 |
| CN111613772B (zh) * | 2020-04-21 | 2022-08-05 | 浙江锋锂新能源科技有限公司 | 一种三维结构复合金属锂负极及其制备方法 |
| CN111613773B (zh) * | 2020-04-21 | 2022-06-14 | 浙江锋锂新能源科技有限公司 | 一种分级结构玻璃纤维与金属锂的复合物及其制备方法 |
| CN113675374A (zh) * | 2020-05-15 | 2021-11-19 | 比亚迪股份有限公司 | 负电极及其制备方法和锂离子电池 |
| CN113675374B (zh) * | 2020-05-15 | 2023-08-08 | 比亚迪股份有限公司 | 负电极及其制备方法和锂离子电池 |
| CN112164803A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-01-01 | 天目湖先进储能技术研究院有限公司 | 三维介电聚丙烯腈/纳米银-锂复合材料及其制备方法 |
| CN112164803B (zh) * | 2020-11-03 | 2022-03-25 | 天目湖先进储能技术研究院有限公司 | 三维介电聚丙烯腈/纳米银-锂复合材料及其制备方法 |
| CN112909222A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-06-04 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种锂金属负极及其制备方法和应用 |
| CN112838194B (zh) * | 2021-01-25 | 2022-08-09 | 清华大学 | 一种基于复合负极中三维骨架材料与电解液相互作用优化金属锂负极固液界面层的方法 |
| CN112838194A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-05-25 | 清华大学 | 一种基于复合负极中三维骨架材料与电解液相互作用优化金属锂负极固液界面层的方法 |
| CN112886019A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-01 | 山东大学 | 一种高稳定三维MXene-COF-Li复合金属锂负极材料及其制备方法与应用 |
| WO2022204978A1 (zh) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 负极材料、负极片、电化学装置及电子装置 |
| EP4089781A4 (en) * | 2021-03-31 | 2023-05-31 | Ningde Amperex Technology Ltd. | ELECTROCHEMICAL DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE |
| CN114270575A (zh) * | 2021-03-31 | 2022-04-01 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
| WO2022205105A1 (zh) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 电子装置和电子装置的充电方法 |
| CN114270596A (zh) * | 2021-03-31 | 2022-04-01 | 宁德新能源科技有限公司 | 电子装置和电子装置的充电方法 |
| WO2022205134A1 (zh) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
| CN113594414A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-02 | 溧阳紫宸新材料科技有限公司 | 一种有机多孔骨架负极、其制备方法和电池 |
| CN113594414B (zh) * | 2021-07-29 | 2023-03-24 | 溧阳紫宸新材料科技有限公司 | 一种有机多孔骨架负极、其制备方法和电池 |
| CN114695833A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-07-01 | 北京化工大学 | 一种锂金属电池负极材料的锂枝晶抑制装置、系统及方法 |
| CN114695833B (zh) * | 2022-03-01 | 2024-04-26 | 北京化工大学 | 一种锂金属电池负极材料的锂枝晶抑制装置、系统及方法 |
| CN114388739B (zh) * | 2022-03-24 | 2022-05-17 | 成都工业学院 | 一种复合锂金属负极、制备方法及应用 |
| CN114388739A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-04-22 | 成都工业学院 | 一种复合锂金属负极、制备方法及应用 |
| CN116190568A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-05-30 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种二次电池和电子装置 |
| CN116190568B (zh) * | 2023-04-25 | 2023-08-18 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种二次电池和电子装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108232117A (zh) | 一种锂金属电池用负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN108461715B (zh) | 一种固态电池锂负极的制备方法 | |
| CN105470465B (zh) | 一种硅基负极的预锂化处理工艺及装置 | |
| CN107785603B (zh) | 锂硫电池电解液及其制备方法以及使用所述电解液的电池 | |
| CN101667638B (zh) | 一种锂离子电池用锂硅合金薄膜电极的制备方法 | |
| CN108767263B (zh) | 一种改性金属锂负极铜箔集流体的制备方法及应用 | |
| CN110112367B (zh) | 三维复合金属锂负极及制备方法和锂金属电池、锂硫电池 | |
| CN104868098B (zh) | 一种碳复合Cu3P‑Cu锂离子电池负极及其制备方法 | |
| CN108281612A (zh) | 一种复合锂金属负极 | |
| CN110071284A (zh) | 锂金属电极的保护方法 | |
| CN107834073A (zh) | 一种锂金属电池负极枝晶抑制剂及其使用方法 | |
| CN208111570U (zh) | 一种新型锂金属电池 | |
| CN108063219A (zh) | 一种高效液态碱金属合金电极及其制备方法和应用 | |
| CN110291666A (zh) | 锂金属负极、它的制备方法及包含它的锂二次电池 | |
| WO2013054710A1 (ja) | リチウムイオンキャパシタ、および蓄電デバイス、蓄電システム | |
| CN104810557A (zh) | 一种锂离子电池的制备方法 | |
| CN105977526A (zh) | 一种可充电铝碳电池及其制备方法 | |
| CN108493485A (zh) | 一种高容量高安全固态锂电池的制备方法 | |
| CN104659333A (zh) | 锂离子二次电池Mg2Si/SiOx/C复合负极材料膜电极的制备方法 | |
| CN110858650A (zh) | 一种预置稳定保护膜的金属锂负极及其制备方法 | |
| CN115136377A (zh) | 锂离子二次电池 | |
| CN106410267A (zh) | 高比能量硅基锂离子二次电池及其制备方法 | |
| CN108365172A (zh) | 一种天然高分子聚合物保护的锂金属负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN112421185A (zh) | 一种无负极二次锂电池的电解液及无负极二次锂电池和化成工艺 | |
| CN109301255A (zh) | 一种3d多孔集流体及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |