CN209691848U - 多孔锂金属复合材料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多孔锂金属复合材料，包括基材，所述基材的上下两侧分别设有多孔层组；所述多孔层组包括里层和外层，所述里层位于所述基材与所述外层之间，所述里层与所述基材之间设有硅油层；所述里层为采用金属锂、锂与碳、锂与稀土、锂与石墨或锂与石墨烯制成的第一多孔结构层；所述外层为采用碳、稀土、石墨或石墨烯制成的第二多孔结构层。本实用新型的多孔锂金属复合材料，通过在基材上设置多孔结构，具体的，将多孔结构设置为里层和外层，外层可作为里层的保护层，如此，电解液可通过外层渗入到里层，有利于电解液的亲润，充分利用金属负极，实现高比容量电极。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种金属复合材料，具体的为一种多孔锂金属复合材料。
背景技术
锂离子电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。锂离子电池能否成功地制成，关键在于能否制备出可逆地脱/嵌锂离子的负极材料。
一般来说，选择一种好的负极材料应遵循以下原则：比能量高；相对锂电极的电极电位低；充放电反应可逆性好；与电解液和粘结剂的兼容性好；比表面积小(<10m2/g)，真密度高(>2.0g/cm3)；嵌锂过程中尺寸和机械稳定性好；资源丰富，价格低廉；在空气中稳定、无毒副作用。目前，已实际用于锂离子电池的负极材料一般都是碳素材料，如石墨、软碳(如焦炭等)、硬碳等。传统的碳素材料虽然在一定程度上能够满足锂离子电池负极的使用要求，但存在能量密度低和重量重等缺陷，因此需要探寻其他负极材料。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多孔锂金属复合材料，能够在表面构建多层多孔结构，有利于电解液的渗透亲润，充分利用金属负极，制备高比容量电极。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种多孔锂金属复合材料，包括基材，所述基材的上下两侧分别设有多孔层组；
所述多孔层组包括里层和外层，所述里层位于所述基材与所述外层之间，所述里层与所述基材之间设有硅油层；
所述里层为采用金属锂、锂与碳、锂与稀土、锂与石墨或锂与石墨烯制成的第一多孔结构层；
所述外层为采用碳、稀土、石墨或石墨烯制成的第二多孔结构层。
进一步，所述基材采用铜箔或铝箔。
进一步，所述基材设置为实心结构或所述基材内设有孔隙结构。
进一步，所述第一多孔结构层和第二多孔结构层内均设有饼状单元，所述饼状单元采用颗粒或块材料压制而成，且相邻两个所述饼状单元之间部分叠合，至少三个所述饼状单元之间围成一个孔；或，
所述第一多孔结构层和第二多孔结构层内均设有不规则联通的孔或隙；或，
所述第一多孔结构层内设有饼状单元，所述饼状单元采用颗粒或块材料压制而成，且相邻两个所述饼状单元之间部分叠合，至少三个所述饼状单元之间围成一个孔；所述第二多孔结构层内设有不规则联通的孔或隙；或，
所述第一多孔结构层内设有不规则联通的孔或隙；所述第二多孔结构层内设有饼状单元，所述饼状单元采用颗粒或块材料压制而成，且相邻两个所述饼状单元之间部分叠合，至少三个所述饼状单元之间围成一个孔。
进一步，所述颗粒的粒径为3-100um。
进一步，所述颗粒的粒径与相邻两个颗粒之间的间隙之间的比值小于1。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的多孔锂金属复合材料，通过在基材上设置多孔层组，具体的，将多孔层组设置为里层和外层，外层可作为里层的保护层，如此，电解液可通过外层渗入到里层，有利于电解液的亲润，充分利用金属负极。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为本实用新型多孔锂金属复合材料实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，为本实用新型多孔锂金属复合材料实施例的结构示意图。本实施例的多孔锂金属复合材料，包括基材1，基材1的上下两侧分别设有多孔层组。本实施例的多孔层组包括里层2和外层3，里层2位于基材1与外层3之间，里层2与基材1之间设有硅油层4。
具体的，里层2为采用金属锂、锂与碳、锂与稀土、锂与石墨或锂与石墨烯制成的第一多孔结构层。本实施例的里层2为采用锂与石墨制成的第一多孔结构层，当然，里层也可以采用纯金属锂或锂与碳或锂与稀土或锂与石墨烯等材料制成，不再累述。
具体的，外层3为采用碳、稀土、石墨或石墨烯制成的第二多孔结构层。本实施例的外层采用石墨烯制成。
具体的，基材1采用铜箔或铝箔，本实施例的基材采用铜箔。基材1设置为实心结构或所述基材1内设有孔隙结构，本实施例的基材1设置为实心结构。
进一步，所述第一多孔结构层和第二多孔结构层内均设有饼状单元，所述饼状单元采用颗粒或块材料压制而成，且相邻两个所述饼状单元之间部分叠合，至少三个所述饼状单元之间围成一个孔；或，所述第一多孔结构层和第二多孔结构层内均设有不规则联通的孔或隙；或，所述第一多孔结构层内设有饼状单元，所述饼状单元采用颗粒或块材料压制而成，且相邻两个所述饼状单元之间部分叠合，至少三个所述饼状单元之间围成一个孔；所述第二多孔结构层内设有不规则联通的孔或隙；或，所述第一多孔结构层内设有不规则联通的孔或隙；所述第二多孔结构层内设有饼状单元，所述饼状单元采用颗粒或块材料压制而成，且相邻两个所述饼状单元之间部分叠合，至少三个所述饼状单元之间围成一个孔。
本实施例的第一多孔结构层内和和第二多孔结构层内均设有饼状单元，饼状单元采用颗粒或块材料压制而成，且相邻两个饼状单元之间部分叠合，至少三个饼状单元之间围成一个孔，如此，即可通过压制方式形成多孔结构层，使电解液可以渗入，提高亲润性。具体的，本实施例的饼状单元采用颗粒压制而成，颗粒的粒径为3-100um，颗粒的粒径与相邻两个颗粒之间的间隙之间的比值小于1。本实施例的颗粒的粒径为50um，颗粒的粒径与相邻两个颗粒之间的间隙之间的比值等于0.8。
当然，第一多孔结构层和第二多孔结构层还可以采用其他多种结构，这些结构均须满足在第一多孔结构层和第二多孔结构层内设置不规则的孔隙，电解液可通过这些孔隙渗入，以提高电解液的亲润的要求，不再一一累述。
本实施例的多孔锂金属复合材料，通过在基材上设置多孔结构，具体的，将多孔结构设置为里层和外层，外层可作为里层的保护层，如此，电解液可通过外层渗入到里层，有利于电解液的亲润，充分利用金属负极。
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (6)
1.一种多孔锂金属复合材料，其特征在于：包括基材(1)，所述基材(1)的两侧分别设有多孔层组；
所述多孔层组包括里层(2)和外层(3)，所述里层(2)位于所述基材(1)与所述外层(3)之间，所述里层(2)与所述基材(1)之间设有硅油层(4)；
所述里层(2)为采用金属锂制成的第一多孔结构层；
所述外层(3)为采用碳、稀土、石墨或石墨烯制成的第二多孔结构层。
2.根据权利要求1所述的多孔锂金属复合材料，其特征在于：所述基材(1)采用铜箔、铝箔或镍箔。
3.根据权利要求1所述的多孔锂金属复合材料，其特征在于：所述基材(1)设置为实心结构或所述基材(1)内设有孔隙结构。
4.根据权利要求1-3任一项所述的多孔锂金属复合材料，其特征在于：所述第一多孔结构层和第二多孔结构层内均设有饼状单元，所述饼状单元采用颗粒或块材料压制而成，且相邻两个所述饼状单元之间部分叠合，至少三个所述饼状单元之间围成一个孔；或，
所述第一多孔结构层和第二多孔结构层内均设有不规则联通的孔或隙；或，
所述第一多孔结构层内设有饼状单元，所述饼状单元采用颗粒或块材料压制而成，且相邻两个所述饼状单元之间部分叠合，至少三个所述饼状单元之间围成一个孔；所述第二多孔结构层内设有不规则联通的孔或隙；或，
所述第一多孔结构层内设有不规则联通的孔或隙；所述第二多孔结构层内设有饼状单元，所述饼状单元采用颗粒或块材料压制而成，且相邻两个所述饼状单元之间部分叠合，至少三个所述饼状单元之间围成一个孔。
5.根据权利要求4所述的多孔锂金属复合材料，其特征在于：所述颗粒的粒径为3-100um。
6.根据权利要求5所述的多孔锂金属复合材料，其特征在于：所述颗粒的粒径与相邻两个颗粒之间的间隙之间的比值小于1。
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