本發(fā)明屬于鋰電池，尤其是涉及一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極。

背景技術(shù)：

1、隨著能源存儲需求的不斷增長，傳統(tǒng)電池材料在能量密度、循環(huán)穩(wěn)定性和安全性等方面已逐漸難以滿足市場需求。鋰金屬因其極高的理論容量和最低的電化學(xué)電位，被視為下一代高能量密度電池的理想負(fù)極材料。然而，鋰金屬在充放電過程中存在嚴(yán)重的體積膨脹、鋰枝晶生長等問題，這些問題嚴(yán)重制約了鋰金屬電池的實際應(yīng)用。

2、為了克服這些挑戰(zhàn)，本發(fā)明人開始探索各種新型鋰負(fù)極材料，偶然發(fā)現(xiàn)三維多孔鋰合金具有獨特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，可以有效緩解鋰沉積過程中的體積膨脹，為脫鋰后的電極提供三維結(jié)構(gòu)支持，從而提高電極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，大面積的三維多孔結(jié)構(gòu)可以顯著降低局域電流密度，抑制鋰枝晶生長，延長電池的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極，為鋰的儲存提供了更多的空間，有效緩解體積膨脹并抑制鋰枝晶的生長，從而提高電池循環(huán)壽命。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極的制備方法，包括以下步驟：

3、s1、取一定量的溶質(zhì)溶于第一溶劑中，得到刻蝕液；

4、s2、將鋰合金極片置于刻蝕液中浸泡；

5、s3、取出刻蝕后的鋰合金極片，使用第二溶劑進(jìn)行沖洗，干燥后得到三維鋰合金負(fù)極。

6、作為優(yōu)選，在所述步驟s1中，溶質(zhì)為萘酚、碘酸、k2zrf6、溴酸、硝酸鋰中的一種或者至少兩種混合。

7、作為優(yōu)選，在所述步驟s1中，第一溶劑為dmf、dmso、dme、thf、g4、g2中的一種或者至少兩種混合。

8、作為優(yōu)選，在所述步驟s1中，溶質(zhì)的含量為0.02-5mol/l。

9、作為優(yōu)選，在所述步驟s2中，浸泡時間為5-30min，浸泡溫度為20-30℃。

10、作為優(yōu)選，在所述步驟s3中，第二溶劑為dmc、正庚烷、dme中的一種。

11、以及一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極，采用上述的長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極的制備方法制備得到。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

13、1、本高比能電池用三維鋰合金負(fù)極通過刻蝕形成三維多孔結(jié)構(gòu)，三維多孔結(jié)構(gòu)能夠緩解鋰沉積過程中的體積膨脹，為脫鋰后的電極提供三維結(jié)構(gòu)支持，從而提高電極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，防止鋰合金負(fù)極在長期運行過程中的粉化，實現(xiàn)優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，有助于延長電池的使用壽命；

14、2、本高比能電池用三維鋰合金負(fù)極具有大比表面積的三維多孔結(jié)構(gòu)，能夠顯著降低局域電流密度，提供均勻分布的鋰成核位點，提升鋰沉積均勻性，從而有效抑制鋰枝晶的生長；

15、3、本高比能電池用三維鋰合金負(fù)極的制備方法簡單，易于操作，得到的三維鋰合金負(fù)極一致性較好，便于量產(chǎn)；

16、4、相比常規(guī)的粉末冶金方式，成本更低。

技術(shù)特征：

1.一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極的制備方法，其特征在于在所述步驟s1中，溶質(zhì)為萘酚、碘酸、k2zrf6、溴酸、硝酸鋰中的一種或者至少兩種混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極的制備方法，其特征在于在所述步驟s1中，第一溶劑為dmf、dmso、dme、thf、g4、g2中的一種或者至少兩種混合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極的制備方法，其特征在于在所述步驟s1中，溶質(zhì)的含量為0.02-5mol/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極的制備方法，其特征在于在所述步驟s2中，浸泡時間為5-30min，浸泡溫度為20-30℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極的制備方法，其特征在于在所述步驟s3中，第二溶劑為dmc、正庚烷、dme中的一種。

7.一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極，其特征在于：采用權(quán)利要求1～6任意一項所述的長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極的制備方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種長循環(huán)低膨脹力的高比能電池用三維鋰合金負(fù)極，高比能電池用三維鋰合金負(fù)極的制備方法包括以下步驟：S1、取一定量的溶質(zhì)溶于第一溶劑中，得到刻蝕液；S2、將鋰合金極片置于刻蝕液中浸泡；S3、取出刻蝕后的鋰合金極片，使用第二溶劑進(jìn)行沖洗，干燥后得到三維鋰合金負(fù)極；優(yōu)點是為鋰的儲存提供了更多的空間，有效緩解體積膨脹并抑制鋰枝晶的生長，從而提高電池循環(huán)壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：崔言明,林久,胡麗娜,錢瑤,唐光盛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江鋒鋰新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2