一种抑制锂金属负极枝晶的三维集流体及在金属锂电池中的应用

摘要

一种抑制锂金属负极枝晶的三维集流体及在金属锂电池中的应用，属于电池技术领域。三维集流体为铜箔负载的Cu@Sn纳米锥阵列结构集流体。其中三维纳米锥阵列结构集流体框架可有效缓解锂金属在循环过程中的体积膨胀，其高比表面积可降低平均电流密度，分散电场，促进锂的均匀沉积；亲锂的Sn纳米颗粒在循环过程中与锂原位形成Li‑Sn合金，形成均匀的锂成核位点，降低锂沉积的极化，诱导锂均匀沉积/溶解。从成核及沉积的角度出发，二者的协同作用能有效抑制锂枝晶的生长，提升了电池的库仑效率及循环稳定性。该集流体具有质量轻、体积小且亲锂的特点，对电池的能量密度影响小，基于此集流体的液态及固态金属锂电池表现出良好的循环稳定性。