【技術實現步驟摘要】
金屬是一種具有延展性、易導電、導熱等特性的物質，因此被廣泛研究，鋰與各種金屬形成的合金通常是可逆的，所以理論上支持這些li-m合金材料成為鋰金屬電池的電極用作負極。用鋰合金代替金屬鋰可以降低陽極與電解液之間的反應性，穩定電極/電解液界面。同時，可以利用鋰合金的三維結構提供更多的鋰金屬存儲位點，從而抑制鋰枝晶的生長。在用作無鋰陽極的材料中，3d結構材料，特別是具有高導電性和良好力學性能的泡沫銅(cf)普遍受到青睞。在初始充電過程中，鋰在cf上的成核和沉積具有比其他親鋰金屬更高的能壘，導致li+離子傾向于聚集在cf的表面而不是內部，導致鋰枝晶的生長和cf內部大空間的低利用率，從而降低了電池的能量密度。引入一種“外部策略”，比如一個額外的磁場，可能是一種引導鋰深入集流體的新方法。對金屬鋰電池而言，與微電鑄工藝相似，在沉積時，鋰離子會不斷地向基底內遷移。在電池中引入磁場，可使電池中均勻地發生多種磁流體力學現象(mhd)。cf周圍的電解質會受到mhd效應的攪動，從而在微空間中產生圓周運動以增強傳質，最終促進基底內li+離子的預沉積。通過外加磁場的作用，充分利用cf的高比表面積，實現對深度的儲鋰量的充分利用，并在一定程度上減緩了巨大的容量波動，并對電池中的鋰離子生成進行了抑制。此外，較小尺寸的鐵磁顆粒，如fe-co-ni磁性材料，在外部磁源存在的情況下，提供更強驅動力的能力更好。因此，磁場和鐵磁顆粒的疊加更有效地加速電池中li+離子的運動，從而導致cf內鋰的致密沉積。同樣，引入親鋰材料，在3d?cf上結合親鋰層和鐵磁性顆粒將允許li+離子更容易滲透到框架內部，從而
技術介紹
1、本專利技術屬于鋰金屬電池
，涉及一種激光改性的復合鋰金屬電池負極材料及其制備方法。
技術實現思路
1、本專利技術主要是使用液相激光掃描燒蝕法制造的無氧環境，與氣相環境相比，減少了蒸汽壓力造成的元素損失，高效完成了具有hume-rothery法則中熱力學禁止成分和均勻元素分布的高熵合金納米粒子(heanps)的合成，并將其設計負載在憎鋰的三維泡沫銅骨架表面，完成了包含磁性金屬元素和親鋰性金屬元素在內的納米合金粒子的均勻分布，為li提供了大量的活性位點，同時磁性元素和磁場的疊加會加速li+離子的運動，引導泡沫銅(cf)內鋰的致密沉積。
2、本專利技術的目的在于，針對
技術介紹
提出了一種激光改性復合鋰金屬負極材料，通過在三維骨架泡沫銅(cf)上構建納米親鋰層以誘導鋰均勻沉積，將一些金屬作為鋰活性位點裝飾在3d泡沫銅基底上，使三維骨架材料能夠充分發揮其優勢，其內部相互連通的孔道能夠阻止鋰金屬負極的體積形變，骨架表面的高熵合金(fecocrinau)納米粒子能夠改善三維骨架材料的疏鋰表面，誘導均勻的鋰成核和生長。
3、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
4、一種激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，包括以下步驟：
5、步驟1、將稱好的各種氯化物鹽(haucl4、fecl3、cocl2、nicl2、crcl3)分別混合在乙醇中，混合在一起最終得到金屬元素濃度為0.01mol/l的乙醇前驅體溶液；
6、步驟2、泡沫銅依次用丙酮、無水乙醇、超純水超聲清洗并在室溫下真空干燥4-8h，備用；將制備好的前驅體溶液以1-2ml/cm-2的負載量直接滴入泡沫銅中，然后將泡沫銅轉移至真空烘箱中，在室溫下干燥8-12h；
7、步驟3、將干燥好的泡沫銅前驅體液相激光掃描燒蝕制備l-cf@heas樣品。
8、與現有的技術相比較，本專利技術具有如下有益效果：
9、(1)通過在三維骨架泡沫銅(cf)上構建納米親鋰層以誘導鋰均勻沉積，為了進一步探討不同集流體上li的沉積/剝離行為，在電流密度0.5ma·cm-2下將不同量的li沉積到cf和l-cf@heas上并0.5v下剝離。將一些金屬作為鋰活性位點。l-cf@heas電極如此優秀的電化學性能可以歸因于其內部豐富的孔道緩解了負極的體積膨脹、循環過程中親鋰性高熵合金提供豐富活性位點，積極調控li成核生長的作用。裝飾在3d泡沫銅基底上，有效降低了li的成核能壘，使三維骨架材料能夠充分發揮其優勢，有效阻止鋰金屬負極的體積形變，骨架表面的高熵合金(fecocrinau)納米粒子能夠改善三維骨架材料的疏鋰表面，同時磁性元素和磁場的疊加會加速li+離子的運動，誘導均勻的鋰成核和生長。
10、(2)采用液相激光掃描燒蝕法設計了一種由納米高熵合金顆粒均勻負載的三維親鋰性負極用于鋰金屬電池。本專利技術采用液相激光技術進行激光照射，此方法簡單，可重復操作性好，能夠節約大量的時間，提高了它的制作效率，對于鋰金屬電池的發展具有重要的推進作用。
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1.一種激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，步驟1中氯化物鹽包括HAuCl4、FeCl3、CoCl2、NiCl2、CrCl3。
3.根據權利要求1所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，步驟1中金屬元素濃度為0.01mol/L。
4.根據權利要求1所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，步驟2中真空干燥4-8h。
5.根據權利要求1所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，步驟2中前驅體溶液的負載量為1-2mL/cm-2。
6.根據權利要求1所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，步驟2中室溫下干燥4-8h。
7.根據權利要求1所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，步驟3中液相激光掃描燒蝕的條件為：激光頻率20KHz，掃描速度600mm/s，光斑直徑30μm，振鏡焦距11.8mm，平均功率2W。>
8.一種激光改性的復合鋰金屬電池負極材料，其特征是，根據權利要求1-7任意一項權利要求所述的制備方法制備而成。
9.根據權利要求8所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料，其特征是，鋰金屬電池負極材料較為整潔平滑。
10.根據權利要求8所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料，其特征是，鋰金屬電池負極材料與電解液的接觸角為2.5度。
...【技術特征摘要】
1.一種激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，步驟1中氯化物鹽包括haucl4、fecl3、cocl2、nicl2、crcl3。
3.根據權利要求1所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，步驟1中金屬元素濃度為0.01mol/l。
4.根據權利要求1所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，步驟2中真空干燥4-8h。
5.根據權利要求1所述的激光改性的復合鋰金屬電池負極材料的制備方法，其特征是，步驟2中前驅體溶液的負載量為1-2ml/cm-2。
6.根據權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：惠宇，袁琳玉，孫文萍，李文，劉旭東，王興安，
申請(專利權)人：大連大學，
類型：發明
國別省市：
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