[發明專利]一種三維多孔鋰金屬復合負極材料及制備方法與應用

有效

• 申請號: 201810858380.0
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN109244374B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 袁斌;梁杰鉻;胡仁宗;楊黎春;劉軍;朱敏
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M4/1395
• 分類號: H01M4/1395;H01M4/04;H01M4/66;H01M10/052;H01M10/058
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 向玉芳

1.一種三維多孔鋰金屬復合負極材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)不銹鋼網的預處理：先將編制的不銹鋼網進行酸洗處理，然后用酒精超聲振動清洗多次，最后將不銹鋼網真空干燥；

(2)表面摻氮：將步驟(1)中清洗干燥后的不銹鋼網進行表面摻氮處理，得表面摻氮處理的不銹鋼網；所述的表面摻氮處理在輝光離子滲氮爐中進行；控制表面摻氮處理溫度為300～500℃，時間為0.1～5小時，充入氣體源為氨氣，氣壓為250～300Pa；

(3)壓合：將步驟(2)所得表面摻氮處理的不銹鋼網與鋰片疊好，并置于壓片機中，加壓將兩者壓合成一體，獲得三維多孔鋰金屬復合負極；所述的壓合是將表面摻氮不銹鋼網與鋰片在壓力為20～50MPa，保壓時間為3～10分鐘條件下進行。

2.根據權利要求1所述的三維多孔鋰金屬復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的不銹鋼網的材料為304或316不銹鋼，不銹鋼網的規格為500～1200目，絲徑為0.03～0.05mm，厚度為0.05～0.15mm。

3.根據權利要求1所述的三維多孔鋰金屬復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的酸洗使用質量分數為5～10％的稀鹽酸進行，酸洗的溫度為25-60℃，酸洗的時間為5～30分鐘。

4.根據權利要求1所述的三維多孔鋰金屬復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的用酒精超聲振動清洗的次數為2次以上，每次用酒精超聲振動清洗的時間為10～15分鐘。

5.根據權利要求1所述的三維多孔鋰金屬復合負極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的真空干燥是在真空干燥箱中進行；所述的真空干燥的溫度為60～80℃，時間為5-8h，干燥真空度為1000～4000Pa。

6.一種三維多孔鋰金屬復合負極材料，其特征在于，其由權利要求1-5任一項所述的制備方法制得；不銹鋼網至少三分之一的厚度嵌入鋰片之中，從不銹鋼網的孔隙中明顯可見鋰片的金屬光澤。

7.權利要求6所述三維多孔鋰金屬復合負極材料在鋰金屬電池電極材料中的應用；該復合負極直接與不同的正極配對制備成鋰金屬電池，不銹鋼網的面朝向隔膜。