一种金属锂/纳米h-BN粉膜层的构造及其制备方法和应用

文档序号:26054910发布日期:2021-07-27 15:32阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种金属锂/纳米h-bn粉膜层的构造,其特征在于:在充电前,纳米h-bn粉膜层与集流体相连;在含li电解液中充电后,金属锂沉积在集流体和纳米h-bn粉膜层之间作为中间层,部分金属锂存在于纳米h-bn粉膜层间隙中。

2.根据权利要求1所述的一种金属锂/纳米h-bn粉膜层的构造,其特征在于:纳米h-bn粉膜层的厚度为1-25μm、优选为6-19μm、更优选为14-16μm。

3.一种金属锂/纳米h-bn粉膜层的构造的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤1:对h-bn粉末进行分散、烘干处理;

步骤2:将h-bn粉末按照设定的比例配制成浆料,并均匀混合;

步骤3:对集流体进行前处理;

步骤4:将浆料均匀的涂覆在集流体上,并进行充分干燥,得到集流体/纳米h-bn粉膜层;

步骤5:在含li电解液中充电后,锂沉积到集流片与纳米h-bn粉膜层之间,得到金属锂/纳米h-bn粉膜层构造物。

4.根据权利要求3所述的一种金属锂/纳米h-bn粉膜层的构造的制备方法,其特征在于:所述h-bn粉末平均粒径为50nm-1μm。

5.根据权利要求3所述的一种金属锂/纳米h-bn粉膜层的构造的制备方法,其特征在于:步骤1中所述分散、烘干处理具体为:将h-bn粉末用醇进行超声分散15~60min、优选为20~40min,再进行真空干燥。

6.根据权利要求3所述的一种金属锂/纳米h-bn粉膜层的构造的制备方法,其特征在于:步骤2中所述h-bn浆料的配制为:将h-bn与pvdf置于溶剂中,搅拌均匀;得到浆料所述h-bn与pvdf的质量比为5:1-15:1,优选为7:1-13:1,进一步优选为9:1;所述溶剂优选为nmp;所述溶剂按1mgpvdf对应使用20-30μlnmp的比例进行配取。

7.根据权利要求6所述的一种金属锂/纳米h-bn粉膜层的构造的制备方法,其特征在于:步骤2中所述h-bn浆料的配置为,先将nmp与pvdf在70~85℃、优选为80℃下均匀混合1-3h,然后加入h-bn粉末一起高速搅拌2~5min,再加入搅拌珠高速搅拌2-4次,每次3-4min,所述高速搅拌的转速为1000-2000转/min。

8.根据权利要求3所述的一种金属锂/纳米h-bn粉膜层的构造的制备方法,其特征在于:步骤3中所述集流体为铜箔;所述前处理为将集流体裁剪成设定尺寸后,用醇进行清洗,再干燥。

9.根据权利要求3所述的一种金属锂/纳米h-bn粉膜层的构造的制备方法,其特征在于:步骤4中,涂层厚度为1-25μm;

步骤4中,干燥分为2步,第一步是鼓风干燥4h-6h,温度60-90℃,第二步是真空干燥12h-14h,温度100-120℃。

10.一种金属锂/纳米h-bn粉膜层的构造的应用,其特征在于:所述金属锂/纳米h-bn粉膜层的构造用作锂金属二次电池的负极。


技术总结
本发明属于锂金属电池技术领域,具体涉及一种金属锂/纳米h‑BN粉膜层的构造及其制备方法和应用。本发明所设计和制备的集流体/纳米h‑BN粉膜层,在充电前,纳米h‑BN粉膜层与集流体相连;在含Li电解液中充电后,金属锂沉积在集流体和纳米h‑BN粉膜层之间作为中间层,部分金属锂存在于纳米h‑BN粉膜层间隙中。本发明所设计和制备的金属锂/纳米h‑BN粉膜层的构造用作锂金属二次电池的负极时,表现出优异的电化学性能和循环性能。

技术研发人员:刘志坚;刘小玉;陈立宝;黄海锋;陈月皎
受保护的技术使用者:中南大学
技术研发日:2021.04.23
技术公布日:2021.07.27
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