[發明專利]一種復合金屬氧化物表面修飾的鋰金屬電池負極集流體的制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110197382.1
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN112952102B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 王鋼;吳琦辰;謝淑紅;黃俏;黃建宇
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/134;H01M10/0525
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 冷玉萍

1.一種復合金屬氧化物修飾的鋰金屬負極集流體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將復合金屬氧化物分散在有機溶劑中，得均勻的漿料；然后將漿料均勻涂覆在負極集流體表面，揮發溶劑后進行煅燒；經煅燒后復合金屬氧化物能夠與負極集流體形成螯合物復合層并作為結構穩定的“疏導層”覆蓋在負極集流體表面，即得到復合金屬氧化物修飾的鋰金屬負極集流體；

所述的復合金屬氧化物為鑭鍶鈷錳氧即La_0.5Sr_0.5Co_xMn_1-xO_3-δ、鑭鍶鈷氧即La_0.6Sr_0.4CoO_3-δ、鑭鍶鉻氧即La_0.8Sr_0.2CrO₃、鑭鍶鎳氧即La_0.6Sr_0.4NiO₃、鑭鍶鈷鐵氧即(La_0.6Sr_0.4)_0.9Co_0.2Fe_0.8O_3+δ、鑭鍶錳氧即La_0.8Sr_0.2MnO₃、鑭鍶釔氧即La_0.8Sr_0.2YO₃、鑭鎳鈷氧即LaNi_1-xCo_xO₃和鑭鈷氧即La_xCo_2-xO_3-δ中的一種或兩種以上；

所述的復合金屬氧化物在有機溶劑中的質量分數為0.1%~10%；

所述的螯合物復合層的厚度為10 μm~200 μm。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的有機溶劑為乙醇、丙酮、異丙醇、四氫呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中的一種或兩種以上。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述煅燒在惰性氣體的氛圍下進行，所述的惰性氣體為氦氣、氖氣和氬氣中的一種或兩種以上。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述負極集流體為銅箔、鋁箔或碳質膜。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述揮發溶劑的溫度為20~80℃，時間為2~24 h。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的煅燒，溫度為300~1000℃，時間為2~8 h。

7.權利要求1至6任一項所述的制備方法得到的復合金屬氧化物修飾的鋰金屬負極集流體在鋰金屬電池中的應用，其特征在于：所述鋰金屬電池，以LiFePO₄、LiV₃(PO₄)₃、LiCoO₂、LiMnO₂、xLiMnO₂·(1-x)LiMO₂ (0x1，M=Ni，Co，Mn)、LiNi_xCo_yMn_1-yO₂ (0.5≤x≤1, 0≤y≤0.2)、LiNi_0.5Mn_1.5O₄、Li₂TiO₃、FeF₃·xH₂O (0≤x≤0.5)、S或金屬氧化物/硫化物作為正/負極材料；以灌鋰后的復合金屬氧化物修飾的鋰金屬負極集流體作為對電極材料，以GF、PE、PP、PP/PE或PP/PE/PP作為膜隔膜；以酯類電解液或醚類電解液作為電解液。