1.本发明属于锂金属电池负极制备
技术领域：
：，具体涉及一种金属锂负极亲锂基底材料及其制备方法与应用。
背景技术：
：：2.伴随着绿色能源的不断发展，人类对于储能器件高能量密度的需求也在不断增长。高效、稳定的绿色能源存储和转换是未来科技可持续发展的动力，电池的出现能够帮助我们可以更加高效和便捷地利用能源。自上世纪以来，多种电池形式已经实现了商业应用，如：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池以及锂离子电池等。锂离子电池的成功商业化应用改变了人们的生活方式，促进了便携式摄像机、手机、笔记本电脑以及电动汽车等领域的快速发展。3.然而，尽管锂离子电池有着迅速的发展，但是其能量密度却增长缓慢。在过去的150年里，电池的能量密度仅从过去铅酸电池的40wh·kg-1提高到目前锂离子电池的200wh·kg-1。这样的增长速度远远无法满足人们对于能源的需求。随着锂离子电池中石墨负极的实际能量密度逐渐接近于其理论极限值，我们迫切需要更加高效的电极材料以满足新兴的高端储能器件发展的需求。4.锂金属负极以其极高的理论容量(3860mah·g-1)和最低(负)的电势(-3.04vvs标准氢电极)而被广泛的认为是最有希望的下一代锂离子电池负极材料，受到了研究人员的极大关注。目前，可以用金属锂作为负极的电池主要有：锂-硫电池、锂-空气电池、锂-氧化物电池和锂离子电池，这些新型电池均表现出了很高的理论能量密度(锂-空气电池:3500wh·kg-1，锂-硫电池:2600wh·kg-1，锂-氧化物电池:1000-1500wh·kg-1。因此，以金属锂为负极的锂金属电池很有可能成为下一代储能电池。但是，这些金属锂电池存在严重的安全问题(锂枝晶生长造成电池短路)，难以稳定循环(较低的库伦效率)。锂枝晶生长会导致电池短路，进而可能造成热失控，引发着火、甚至爆炸的风险。这个问题直接导致锂金属二次电池无法实现商业应用。自从锂离子电池商业应用之后，大部分锂金属电池产品都被市场抛弃。然而，作为一种具有极高能量密度的负极材料，研究人员对金属锂的探索从来都没有停止过。近年来，人们开发出了多种新兴策略来抑制金属锂负极的锂枝晶生长，从而提高电池的安全性和使用寿命，以期待其最终的实际应用。5.利用亲锂材料作为金属锂负极的集流体是一种非常有效的方法，能够有效的降低沉锂过程中的过电势，并且能够保证金属锂的均匀沉积，从而大幅减小锂枝晶生成而导致电池短路的可能。(huang,k.；li,z.；xu,q.；liu,h.；li,h.；wang,y.,lithiophiliccuonanoflowersonti-meshinducinglithiumlateralplatingenablingstablelithium-metalanodeswithultrahighratesandultralongcyclelife.advancedenergymaterials2019,9(29).)目前报道的亲锂材料主要包括纯金属亲锂材料、亲锂合金材料、金属氧化物亲锂材料、金属氮化物亲锂材料。由于大部分纯金属或金属合金亲锂材料主要由金、银组成，其价格较高，大批量的商业化应用会加剧电池生产成本。而金属氧化物和氮化物亲锂材料具有较低的电子电导率以及会和金属锂发生不可逆的副反应，因此金属锂负极界面传输层材料需要更加深入的研究。技术实现要素：6.为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种具有高化学稳定性、高电导率、低成本的亲锂材料的制备方法，旨在提高基底材料亲锂性的同时能够保证高电导率并且金属锂具有高化学稳定性，能够有效保证金属锂的均匀沉积并抑制金属锂枝晶的形成。7.本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。8.一种金属锂负极亲锂基底材料的制备方法，包括如下步骤：9.(1)将镍盐、锌盐溶于去离子水中，得到金属盐水溶液1；10.(2)在步骤(1)所述金属盐水溶液1中加入十六烷基三甲基溴化铵，进行搅拌处理，得到溶液2；11.(3)将尿素加入步骤(2)所述溶液2中，搅拌得到溶液3；12.(4)将步骤(3)所述溶液3进行水热反应，得到前驱体混合液；13.(5)将步骤(4)所述前驱体混合液进行过滤、洗涤、烘干处理，得到前驱体粉末；14.(6)将步骤(5)所述前驱体粉末在氨气气氛中进行烧结处理，得到亲锂材料。15.优选的，步骤(1)所述镍盐和锌盐的摩尔比为(1:1)-(5:1)；16.进一步优选的，步骤(1)所述镍盐和锌盐的摩尔比为3:1；17.优选的，步骤(1)所述镍盐为ni(no3)2·6h2o，锌盐为zn(no3)2·6h2o。18.优选的，步骤(1)所述金属盐水溶液1中镍盐和锌盐的总质量百分比浓度为5-30％；19.进一步优选的，步骤(1)所述金属盐水溶液1中镍盐和锌盐的总质量百分比浓度为10％；20.优选的，步骤(1)所述搅拌处理的时间为10-30min。21.进一步优选的，步骤(1)所述搅拌处理的时间为15min。22.优选的，步骤(2)所述十六烷基三甲基溴化铵与步骤(1)所述镍盐和锌盐总量的摩尔比为(1:5)-(1:10)；23.进一步优选的，步骤(2)所述十六烷基三甲基溴化铵与步骤(1)所述镍盐和锌盐总量的摩尔比为1:7；24.优选的，步骤(2)所述搅拌处理的时间为60-180min；25.进一步优选的，步骤(2)所述搅拌处理的时间为120min；26.优选的，步骤(2)所述搅拌处理的温度为40-90℃。27.进一步优选的，步骤(2)所述搅拌处理的温度为60℃。28.优选的，步骤(3)所述尿素与镍盐和锌盐总量的摩尔比为(5:1)-(10:1)；29.进一步优选的，步骤(3)所述尿素与镍盐和锌盐总量的摩尔比为1:1；30.优选的，步骤(3)所述搅拌处理的时间为30-60min。31.进一步优选的，步骤(3)所述搅拌处理的时间为30min。32.优选的，步骤(4)所述水热反应的温度为80-140℃，时间为3-16h。33.进一步优选的，步骤(4)所述水热反应的温度为120℃，时间为8h。34.优选的，步骤(5)所述洗涤是使用乙醇和去离子水交替洗涤；35.优选的，步骤(5)所述烘干处理为真空烘干；温度为40-80℃，时间为6-24h。36.进一步优选的，所述温度为60℃，时间为12h。37.优选的，步骤(6)所述烧结处理的温度为300-800℃；38.进一步优选的，步骤(6)所述烧结处理的温度为450℃；39.优选的，步骤(6)所述烧结处理的时间为2-8h；40.进一步优选的，步骤(6)所述烧结处理的时间为4h；41.优选的，步骤(6)所述氨气气氛的氨气流速为0.1-1l/h。42.上述的制备方法制备的金属锂负极亲锂基底材料。43.上述的金属锂负极亲锂基底材料在制备金属锂负极集流体材料、金属锂负极集流体界面材料中的应用。44.本发明根据亲锂材料的亲锂原理和材料与金属锂的化学稳定性两方面原理，首次利用含氮(n)、镍(ni)、锌(zn)的反钙钛矿氮化物作为金属锂负极集流体的亲锂材料，并制备出一系列亲锂金属锂负极集流体。45.与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：46.本发明制备了具有高化学稳定性和高电导率的亲锂界面材料/亲锂基底材料，能够有效保证金属锂的均匀沉积并抑制金属锂枝晶的形成。此方法易合成，重复性好，得到的电极材料或修饰后的电极可以直接用作无枝晶、高库伦效率的金属锂电池。附图说明47.图1为实施例1制备的znnni3的x射线粉末衍射表征结果曲线；48.图2为实施例1制备的znnni3的化学结构示意图；49.图3为实施例1制备的znnni3的沉锂过程中的成核过电势和极化过电势曲线；50.图4为实施例1制备的znnni3的锂对锂长循环测试曲线，1.0ma/cm2,1.0mah/cm2；51.图5为实施例2制备的znnni3的x射线粉末衍射表征结果曲线；52.图6为实施例2制备的金属锂负极搭配磷酸铁锂在1c电流密度下的循环测试曲线；53.图7为实施例3制备的znnni3的锂对锂长循环测试曲线，1.0ma/cm2,1.0mah/cm2；54.图8为实施例3制备的金属锂负极搭配nmc(111)在1c电流密度下的循环测试结果图；55.图9为实施例3制备的ncm(111)全电池倍率测试曲线(图中电流密度依次为0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c、10.0c、5.0c、2.0c、1.0c、0.5c、0.2c、1.0c)；56.图10为实施例4制备的纯znnni3电极对金属锂的cv稳定性测试结果图；57.图11为实施例4制备的znnni3亲锂材料和科琴黑的电子电导率测试结果图。具体实施方式58.以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。59.实施例160.称取7.5mmol的ni(no3)2·6h2o粉末和2.5mmol的zn(no3)2·6h2o粉末溶于100ml去离子水中，在常温下搅拌15min待2种金属硝酸盐完全溶解后加入1.4mmol的ctab粉末，继续在60℃下搅拌，搅拌的时间为2h，至完全反应并形成澄清的溶液。然后将10mmol的尿素加入上述溶液中并继续搅拌1h，搅拌均匀后，转入带有聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中进行110℃，12h的水热处理。待处理完毕后，然后将得到的浆液进行过滤、洗涤(无水乙醇、去离子水)、干燥处理(真空烘箱60℃，12h)。然后将得到的前驱体粉末置于含有氨气气氛(流速25l/h)的管式炉中进行450℃，4h的烧结处理。最终，得到所述具有高化学稳定性和高电导率的亲锂界面材料/亲锂基底材料。将上述亲锂材料均匀涂覆碳布表面，然后装入含有对金属锂的电池中进行沉锂操作。然后将2片沉锂后的碳布/znnni3极片再次组组装成“锂对锂”对称电池进行稳定性测试(未涂覆亲锂材料的纯碳布作为对比例)。61.如图1，xrd粉末衍射表征可以看出，材料能够完全对应模拟的衍射峰位，在低角度的有序锋也能够说明改材料具有原子有序排布的结构；图2为该材料的化学结构示意图；图3为其沉锂过程中的成核过电势和极化过电势；图4为锂对锂长循环测试结果。相比纯碳布电极，经过znnni3修饰后的电极在锂对锂测试中表现出明显的稳定性优势，锂金属的均匀沉积能够有效减少金属锂的副反应，提高了金属锂的利用效率。62.实施例263.称取7.5mmol的ni(no3)2·6h2o粉末和2.5mmol的zn(no3)2·6h2o粉末溶于100ml去离子水中，在常温下搅拌15min待2种金属硝酸盐完全溶解后加入1.4mmol的ctab粉末，继续在60℃下搅拌，搅拌的时间为2h，至完全反应并形成澄清的溶液。然后将10mmol的尿素加入上述溶液中并继续搅拌1h，搅拌均匀后，转入带有聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中进行120℃，12h的水热处理。待处理完毕后，然后将得到的浆液进行过滤、洗涤(无水乙醇、去离子水)、干燥处理(真空烘箱60℃，12h)。然后将得到的前驱体粉末置于含有氨气气氛(流速25l/h)的管式炉中进行500℃，4h的烧结处理。最终，得到所述具有高化学稳定性和高电导率的亲锂界面材料/亲锂基底材料。将上述亲锂材料均匀涂覆碳布表面，然后装入含有对金属锂的电池中进行沉锂操作。然后将沉锂后的碳布/znnni3极片与磷酸铁锂电极片再次组组装成全电池进行循环寿命测试(未涂覆亲锂材料的纯碳布作为对比例)。64.如图5，材料的x射线粉末衍射测试结果；图6为磷酸铁锂全电池循环测试结果。相比纯碳布电极，经过znnni3修饰后的电极在磷酸铁锂全电池测试中表现出明显的稳定性优势，锂金属的均匀沉积能够有效减少金属锂的副反应，提高了金属锂的利用效率。65.实施例366.称取7.5mmol的ni(no3)2·6h2o粉末和2.5mmol的zn(no3)2·6h2o溶于100ml去离子水中，在常温下搅拌15min待2种金属硝酸盐完全溶解后加入1.2mmol的ctab粉末，继续在60℃下搅拌，搅拌的时间为2h，至完全反应并形成澄清的溶液。然后将8mmol的尿素加入上述溶液中并继续搅拌1h，搅拌均匀后，转入带有聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中进行110℃，12h的水热处理。待处理完毕后，然后将得到的浆液进行过滤、洗涤(无水乙醇、去离子水)、干燥处理(真空烘箱60℃，12h)。然后将得到的前驱体粉末置于含有氨气气氛(流速25l/h)的管式炉中进行400℃，4h的烧结处理。最终，得到所述具有高化学稳定性和高电导率的亲锂界面材料/亲锂基底材料。将上述亲锂材料均匀涂覆碳布表面，然后装入含有对金属锂的电池中进行沉锂操作。然后将沉锂后的碳布/znnni3极片与三元正极ncm(111)电极片再次组组装成全电池进行循环寿命测试(未涂覆亲锂材料的纯碳布作为对比例)。67.如图7，材料的锂对锂长循环测试结果；图8为nmc(111)全电池循环测试结果。图9为ncm(111)全电池倍率测试结果。相比纯碳布电极，经过znnni3修饰后的电极在nmc(111)全电池测试中表现出明显的稳定性优势，锂金属的均匀沉积能够有效减少金属锂的副反应，提高了金属锂的利用效率。68.实施例469.称取7.5mmol的ni(no3)2·6h2o粉末和2.5mmol的zn(no3)2·6h2o粉末溶于100ml去离子水中，在常温下搅拌15min待2种金属硝酸盐完全溶解后加入1.2mmol的ctab粉末，继续在60℃下搅拌，搅拌的时间为2h，至完全反应并形成澄清的溶液。然后将8mmol的尿素加入上述溶液中并继续搅拌1h，搅拌均匀后，转入带有聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中进行110℃，12h的水热处理。待处理完毕后，然后将得到的浆液进行过滤、洗涤(无水乙醇、去离子水)、干燥处理(真空烘箱60℃，12h)。然后将得到的前驱体粉末置于含有氨气气氛(流速25l/h)的管式炉中进行450℃，4h的烧结处理。最终，得到所述具有高化学稳定性和高电导率的亲锂界面材料/亲锂基底材料。将上述亲锂材料均匀涂覆在铜箔表面，然后装入含有对金属锂的电池中进行lsv测试，分析亲锂材料对金属锂或锂离子的化学稳定性。70.图10为cv循环测试结果。该亲锂材料在锂离子与金属锂转换过程中无任何不可逆的副反应发生，说明材料具有良好的对金属锂/锂离子化学稳定性。71.图11为电子电导率测试结果。该亲锂材料具有良好的电子电导率。72.以上实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12当前第1页12
技术领域：
：，具体涉及一种金属锂负极亲锂基底材料及其制备方法与应用。
背景技术：
：：2.伴随着绿色能源的不断发展，人类对于储能器件高能量密度的需求也在不断增长。高效、稳定的绿色能源存储和转换是未来科技可持续发展的动力，电池的出现能够帮助我们可以更加高效和便捷地利用能源。自上世纪以来，多种电池形式已经实现了商业应用，如：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池以及锂离子电池等。锂离子电池的成功商业化应用改变了人们的生活方式，促进了便携式摄像机、手机、笔记本电脑以及电动汽车等领域的快速发展。3.然而，尽管锂离子电池有着迅速的发展，但是其能量密度却增长缓慢。在过去的150年里，电池的能量密度仅从过去铅酸电池的40wh·kg-1提高到目前锂离子电池的200wh·kg-1。这样的增长速度远远无法满足人们对于能源的需求。随着锂离子电池中石墨负极的实际能量密度逐渐接近于其理论极限值，我们迫切需要更加高效的电极材料以满足新兴的高端储能器件发展的需求。4.锂金属负极以其极高的理论容量(3860mah·g-1)和最低(负)的电势(-3.04vvs标准氢电极)而被广泛的认为是最有希望的下一代锂离子电池负极材料，受到了研究人员的极大关注。目前，可以用金属锂作为负极的电池主要有：锂-硫电池、锂-空气电池、锂-氧化物电池和锂离子电池，这些新型电池均表现出了很高的理论能量密度(锂-空气电池:3500wh·kg-1，锂-硫电池:2600wh·kg-1，锂-氧化物电池:1000-1500wh·kg-1。因此，以金属锂为负极的锂金属电池很有可能成为下一代储能电池。但是，这些金属锂电池存在严重的安全问题(锂枝晶生长造成电池短路)，难以稳定循环(较低的库伦效率)。锂枝晶生长会导致电池短路，进而可能造成热失控，引发着火、甚至爆炸的风险。这个问题直接导致锂金属二次电池无法实现商业应用。自从锂离子电池商业应用之后，大部分锂金属电池产品都被市场抛弃。然而，作为一种具有极高能量密度的负极材料，研究人员对金属锂的探索从来都没有停止过。近年来，人们开发出了多种新兴策略来抑制金属锂负极的锂枝晶生长，从而提高电池的安全性和使用寿命，以期待其最终的实际应用。5.利用亲锂材料作为金属锂负极的集流体是一种非常有效的方法，能够有效的降低沉锂过程中的过电势，并且能够保证金属锂的均匀沉积，从而大幅减小锂枝晶生成而导致电池短路的可能。(huang,k.；li,z.；xu,q.；liu,h.；li,h.；wang,y.,lithiophiliccuonanoflowersonti-meshinducinglithiumlateralplatingenablingstablelithium-metalanodeswithultrahighratesandultralongcyclelife.advancedenergymaterials2019,9(29).)目前报道的亲锂材料主要包括纯金属亲锂材料、亲锂合金材料、金属氧化物亲锂材料、金属氮化物亲锂材料。由于大部分纯金属或金属合金亲锂材料主要由金、银组成，其价格较高，大批量的商业化应用会加剧电池生产成本。而金属氧化物和氮化物亲锂材料具有较低的电子电导率以及会和金属锂发生不可逆的副反应，因此金属锂负极界面传输层材料需要更加深入的研究。技术实现要素：6.为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种具有高化学稳定性、高电导率、低成本的亲锂材料的制备方法，旨在提高基底材料亲锂性的同时能够保证高电导率并且金属锂具有高化学稳定性，能够有效保证金属锂的均匀沉积并抑制金属锂枝晶的形成。7.本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。8.一种金属锂负极亲锂基底材料的制备方法，包括如下步骤：9.(1)将镍盐、锌盐溶于去离子水中，得到金属盐水溶液1；10.(2)在步骤(1)所述金属盐水溶液1中加入十六烷基三甲基溴化铵，进行搅拌处理，得到溶液2；11.(3)将尿素加入步骤(2)所述溶液2中，搅拌得到溶液3；12.(4)将步骤(3)所述溶液3进行水热反应，得到前驱体混合液；13.(5)将步骤(4)所述前驱体混合液进行过滤、洗涤、烘干处理，得到前驱体粉末；14.(6)将步骤(5)所述前驱体粉末在氨气气氛中进行烧结处理，得到亲锂材料。15.优选的，步骤(1)所述镍盐和锌盐的摩尔比为(1:1)-(5:1)；16.进一步优选的，步骤(1)所述镍盐和锌盐的摩尔比为3:1；17.优选的，步骤(1)所述镍盐为ni(no3)2·6h2o，锌盐为zn(no3)2·6h2o。18.优选的，步骤(1)所述金属盐水溶液1中镍盐和锌盐的总质量百分比浓度为5-30％；19.进一步优选的，步骤(1)所述金属盐水溶液1中镍盐和锌盐的总质量百分比浓度为10％；20.优选的，步骤(1)所述搅拌处理的时间为10-30min。21.进一步优选的，步骤(1)所述搅拌处理的时间为15min。22.优选的，步骤(2)所述十六烷基三甲基溴化铵与步骤(1)所述镍盐和锌盐总量的摩尔比为(1:5)-(1:10)；23.进一步优选的，步骤(2)所述十六烷基三甲基溴化铵与步骤(1)所述镍盐和锌盐总量的摩尔比为1:7；24.优选的，步骤(2)所述搅拌处理的时间为60-180min；25.进一步优选的，步骤(2)所述搅拌处理的时间为120min；26.优选的，步骤(2)所述搅拌处理的温度为40-90℃。27.进一步优选的，步骤(2)所述搅拌处理的温度为60℃。28.优选的，步骤(3)所述尿素与镍盐和锌盐总量的摩尔比为(5:1)-(10:1)；29.进一步优选的，步骤(3)所述尿素与镍盐和锌盐总量的摩尔比为1:1；30.优选的，步骤(3)所述搅拌处理的时间为30-60min。31.进一步优选的，步骤(3)所述搅拌处理的时间为30min。32.优选的，步骤(4)所述水热反应的温度为80-140℃，时间为3-16h。33.进一步优选的，步骤(4)所述水热反应的温度为120℃，时间为8h。34.优选的，步骤(5)所述洗涤是使用乙醇和去离子水交替洗涤；35.优选的，步骤(5)所述烘干处理为真空烘干；温度为40-80℃，时间为6-24h。36.进一步优选的，所述温度为60℃，时间为12h。37.优选的，步骤(6)所述烧结处理的温度为300-800℃；38.进一步优选的，步骤(6)所述烧结处理的温度为450℃；39.优选的，步骤(6)所述烧结处理的时间为2-8h；40.进一步优选的，步骤(6)所述烧结处理的时间为4h；41.优选的，步骤(6)所述氨气气氛的氨气流速为0.1-1l/h。42.上述的制备方法制备的金属锂负极亲锂基底材料。43.上述的金属锂负极亲锂基底材料在制备金属锂负极集流体材料、金属锂负极集流体界面材料中的应用。44.本发明根据亲锂材料的亲锂原理和材料与金属锂的化学稳定性两方面原理，首次利用含氮(n)、镍(ni)、锌(zn)的反钙钛矿氮化物作为金属锂负极集流体的亲锂材料，并制备出一系列亲锂金属锂负极集流体。45.与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：46.本发明制备了具有高化学稳定性和高电导率的亲锂界面材料/亲锂基底材料，能够有效保证金属锂的均匀沉积并抑制金属锂枝晶的形成。此方法易合成，重复性好，得到的电极材料或修饰后的电极可以直接用作无枝晶、高库伦效率的金属锂电池。附图说明47.图1为实施例1制备的znnni3的x射线粉末衍射表征结果曲线；48.图2为实施例1制备的znnni3的化学结构示意图；49.图3为实施例1制备的znnni3的沉锂过程中的成核过电势和极化过电势曲线；50.图4为实施例1制备的znnni3的锂对锂长循环测试曲线，1.0ma/cm2,1.0mah/cm2；51.图5为实施例2制备的znnni3的x射线粉末衍射表征结果曲线；52.图6为实施例2制备的金属锂负极搭配磷酸铁锂在1c电流密度下的循环测试曲线；53.图7为实施例3制备的znnni3的锂对锂长循环测试曲线，1.0ma/cm2,1.0mah/cm2；54.图8为实施例3制备的金属锂负极搭配nmc(111)在1c电流密度下的循环测试结果图；55.图9为实施例3制备的ncm(111)全电池倍率测试曲线(图中电流密度依次为0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c、10.0c、5.0c、2.0c、1.0c、0.5c、0.2c、1.0c)；56.图10为实施例4制备的纯znnni3电极对金属锂的cv稳定性测试结果图；57.图11为实施例4制备的znnni3亲锂材料和科琴黑的电子电导率测试结果图。具体实施方式58.以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。59.实施例160.称取7.5mmol的ni(no3)2·6h2o粉末和2.5mmol的zn(no3)2·6h2o粉末溶于100ml去离子水中，在常温下搅拌15min待2种金属硝酸盐完全溶解后加入1.4mmol的ctab粉末，继续在60℃下搅拌，搅拌的时间为2h，至完全反应并形成澄清的溶液。然后将10mmol的尿素加入上述溶液中并继续搅拌1h，搅拌均匀后，转入带有聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中进行110℃，12h的水热处理。待处理完毕后，然后将得到的浆液进行过滤、洗涤(无水乙醇、去离子水)、干燥处理(真空烘箱60℃，12h)。然后将得到的前驱体粉末置于含有氨气气氛(流速25l/h)的管式炉中进行450℃，4h的烧结处理。最终，得到所述具有高化学稳定性和高电导率的亲锂界面材料/亲锂基底材料。将上述亲锂材料均匀涂覆碳布表面，然后装入含有对金属锂的电池中进行沉锂操作。然后将2片沉锂后的碳布/znnni3极片再次组组装成“锂对锂”对称电池进行稳定性测试(未涂覆亲锂材料的纯碳布作为对比例)。61.如图1，xrd粉末衍射表征可以看出，材料能够完全对应模拟的衍射峰位，在低角度的有序锋也能够说明改材料具有原子有序排布的结构；图2为该材料的化学结构示意图；图3为其沉锂过程中的成核过电势和极化过电势；图4为锂对锂长循环测试结果。相比纯碳布电极，经过znnni3修饰后的电极在锂对锂测试中表现出明显的稳定性优势，锂金属的均匀沉积能够有效减少金属锂的副反应，提高了金属锂的利用效率。62.实施例263.称取7.5mmol的ni(no3)2·6h2o粉末和2.5mmol的zn(no3)2·6h2o粉末溶于100ml去离子水中，在常温下搅拌15min待2种金属硝酸盐完全溶解后加入1.4mmol的ctab粉末，继续在60℃下搅拌，搅拌的时间为2h，至完全反应并形成澄清的溶液。然后将10mmol的尿素加入上述溶液中并继续搅拌1h，搅拌均匀后，转入带有聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中进行120℃，12h的水热处理。待处理完毕后，然后将得到的浆液进行过滤、洗涤(无水乙醇、去离子水)、干燥处理(真空烘箱60℃，12h)。然后将得到的前驱体粉末置于含有氨气气氛(流速25l/h)的管式炉中进行500℃，4h的烧结处理。最终，得到所述具有高化学稳定性和高电导率的亲锂界面材料/亲锂基底材料。将上述亲锂材料均匀涂覆碳布表面，然后装入含有对金属锂的电池中进行沉锂操作。然后将沉锂后的碳布/znnni3极片与磷酸铁锂电极片再次组组装成全电池进行循环寿命测试(未涂覆亲锂材料的纯碳布作为对比例)。64.如图5，材料的x射线粉末衍射测试结果；图6为磷酸铁锂全电池循环测试结果。相比纯碳布电极，经过znnni3修饰后的电极在磷酸铁锂全电池测试中表现出明显的稳定性优势，锂金属的均匀沉积能够有效减少金属锂的副反应，提高了金属锂的利用效率。65.实施例366.称取7.5mmol的ni(no3)2·6h2o粉末和2.5mmol的zn(no3)2·6h2o溶于100ml去离子水中，在常温下搅拌15min待2种金属硝酸盐完全溶解后加入1.2mmol的ctab粉末，继续在60℃下搅拌，搅拌的时间为2h，至完全反应并形成澄清的溶液。然后将8mmol的尿素加入上述溶液中并继续搅拌1h，搅拌均匀后，转入带有聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中进行110℃，12h的水热处理。待处理完毕后，然后将得到的浆液进行过滤、洗涤(无水乙醇、去离子水)、干燥处理(真空烘箱60℃，12h)。然后将得到的前驱体粉末置于含有氨气气氛(流速25l/h)的管式炉中进行400℃，4h的烧结处理。最终，得到所述具有高化学稳定性和高电导率的亲锂界面材料/亲锂基底材料。将上述亲锂材料均匀涂覆碳布表面，然后装入含有对金属锂的电池中进行沉锂操作。然后将沉锂后的碳布/znnni3极片与三元正极ncm(111)电极片再次组组装成全电池进行循环寿命测试(未涂覆亲锂材料的纯碳布作为对比例)。67.如图7，材料的锂对锂长循环测试结果；图8为nmc(111)全电池循环测试结果。图9为ncm(111)全电池倍率测试结果。相比纯碳布电极，经过znnni3修饰后的电极在nmc(111)全电池测试中表现出明显的稳定性优势，锂金属的均匀沉积能够有效减少金属锂的副反应，提高了金属锂的利用效率。68.实施例469.称取7.5mmol的ni(no3)2·6h2o粉末和2.5mmol的zn(no3)2·6h2o粉末溶于100ml去离子水中，在常温下搅拌15min待2种金属硝酸盐完全溶解后加入1.2mmol的ctab粉末，继续在60℃下搅拌，搅拌的时间为2h，至完全反应并形成澄清的溶液。然后将8mmol的尿素加入上述溶液中并继续搅拌1h，搅拌均匀后，转入带有聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中进行110℃，12h的水热处理。待处理完毕后，然后将得到的浆液进行过滤、洗涤(无水乙醇、去离子水)、干燥处理(真空烘箱60℃，12h)。然后将得到的前驱体粉末置于含有氨气气氛(流速25l/h)的管式炉中进行450℃，4h的烧结处理。最终，得到所述具有高化学稳定性和高电导率的亲锂界面材料/亲锂基底材料。将上述亲锂材料均匀涂覆在铜箔表面，然后装入含有对金属锂的电池中进行lsv测试，分析亲锂材料对金属锂或锂离子的化学稳定性。70.图10为cv循环测试结果。该亲锂材料在锂离子与金属锂转换过程中无任何不可逆的副反应发生，说明材料具有良好的对金属锂/锂离子化学稳定性。71.图11为电子电导率测试结果。该亲锂材料具有良好的电子电导率。72.以上实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
