[發(fā)明專利]基于金屬鋰的電池電極、其形成及其用途在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111194660.4 | 申請日: | 2021-10-13 |
| 公開(公告)號: | CN114361388A | 公開(公告)日: | 2022-04-15 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 阿韋季克·哈魯特云巖 | 申請(專利權(quán))人: | 本田技研工業(yè)株式會社 |
| 主分類號: | H01M4/133 | 分類號: | H01M4/133;B82Y30/00 |
| 代理公司: | 北京市金杜律師事務(wù)所 11256 | 代理人: | 蘇娟 |
| 地址: | 日本*** | 國省代碼: | 暫無信息 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 基于 金屬 電池 電極 形成 及其 用途 | ||
本公開的各方面整體涉及基于鋰金屬的電極、其形成及其用途。在一個方面,提供了一種包括集電器層、含硼?碳納米結(jié)構(gòu)和鋰金屬層的電極。在另一方面,提供了一種包括集電器層、含硼?碳石墨烯和鋰金屬層的電極。在另一方面,提供了一種包括集電器層、石墨烯、多個含硼?碳納米管和鋰金屬層的電極。本發(fā)明還描述了包括此類電極的電池。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開的各方面整體涉及基于鋰金屬的電極、其形成及其用途。
背景技術(shù)
對高能量密度電池的需求隨著電動車輛和便攜式電子設(shè)備的發(fā)展而增加。使用金屬Li作為電極為鋰離子電池提供高能量密度。然而,在充電-放電循環(huán)期間,Li金屬電極有問題地形成枝晶狀(樹狀)結(jié)構(gòu),這可能降低電池壽命。基于碳納米材料的Li存儲已被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)鋰離子電池電極的高能量密度的替代方式。實(shí)際上,與三維(3D)塊體材料相比,碳納米材料由于它們的高表面與質(zhì)量比而預(yù)期具有高存儲容量。然而,對于在石墨烯上的Li存儲的實(shí)驗(yàn)研究,仍然不清楚石墨烯是否可以具有比石墨更高的容量,石墨商業(yè)上用作最大容量為372mAh/g的陽極,例如,每六個碳原子一個Li原子(340mAh/g,包括Li自重)。此外,至少由于碳納米材料和Li原子之間的相互作用比鋰-鋰相互作用弱得多,因此用作金屬Li的基板的碳納米材料沒有克服枝晶問題。
需要在循環(huán)期間消除或至少抑制鋰枝晶形成的改進(jìn)的基于金屬鋰的電極。
發(fā)明內(nèi)容
本公開的各方面整體涉及基于鋰金屬的電極、其形成及其用途。
在一個方面,提供了一種包括含硼-碳納米結(jié)構(gòu)的電極。該電極還包括集電器層和鋰金屬層。
在另一方面,提供了一種包括含硼-碳石墨烯的電極。該電極還包括集電器層和鋰金屬層。
在另一方面,提供了一種包括多個含硼-碳納米管的電極。該電極還包括集電器層、石墨烯和鋰金屬層。
在另一方面,提供了一種電池。該電池包括陽極和陰極。陰極包括本文所述的電極。
在另一方面,提供了一種用于產(chǎn)生電極的方法。該方法包括將第一碳源沉積在金屬基板上以形成石墨烯,將金屬催化劑沉積在石墨烯上,以及將硼源和第二碳源引入金屬催化劑以形成含硼-碳納米管。該方法還包括將鋰沉積在含硼-碳納米管上以產(chǎn)生電極。
附圖說明
為了使得本公開的上述特征的方式能夠被詳細(xì)理解,可通過參考各個方面來對上文簡要概述的本公開進(jìn)行更具體描述,所述方面中的一些如附圖中所示。然而,應(yīng)當(dāng)注意,附圖僅示出了示例性方面,因此不應(yīng)被認(rèn)為是對其范圍的限制,因?yàn)楸竟_可允許其他同樣有效的方面。
圖1A為對比石墨烯表面上的鋰簇的圖示。
圖1B為根據(jù)本公開的至少一個方面的示例性含硼-碳石墨烯的表面上的吸收的鋰原子的圖示。
圖2A為根據(jù)本公開的至少一個方面的示例性含硼-碳石墨烯的圖示。
圖2B為根據(jù)本公開的至少一個方面的示例性含硼-碳納米管的圖示。
圖3A為根據(jù)本公開的至少一個方面的示例性電極的圖示。
圖3B為根據(jù)本公開的至少一個方面的示例性電極的圖示。
圖3C為根據(jù)本公開的至少一個實(shí)施方案的示例性電池的圖示。
圖4A為根據(jù)本公開的至少一個方面的示例性含硼-碳納米管的掃描電鏡(SEM)圖像。
圖4B為根據(jù)本公開的至少一個方面的示例性含硼-碳納米管的SEM圖像。
圖4C為根據(jù)本公開的至少一個方面的示例性含硼-碳納米管的SEM圖像。
圖5A為根據(jù)本公開的至少一個方面的對比碳納米管和示例性含硼-碳納米管在488nm處的拉曼光譜。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息,商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于本田技研工業(yè)株式會社,未經(jīng)本田技研工業(yè)株式會社許可,擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作,請聯(lián)系【客服】
本文鏈接:http://www.szxzyx.cn/pat/books/202111194660.4/2.html,轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。





