【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池领域，具体涉及一种用于沉锂的壳体及其制备方法、应用。
技术介绍
1、锂离子电池能量密度目前已经成为限制电动汽车、无人机、智能手机等设备性能进一步提升的瓶颈。目前应用最广泛为石墨负极，而现对石墨的研究已可让其实际容量接近其理论极限，提升空间已十分有限。因此，亟需开发新型高容量负极材料。
2、锂金属负极的理论比容量高达3860ma/h，电化学电位为-3.04v，理论能量密度极高，能够显著提升锂离子电池的整体能量密度。然而锂金属负极在使用中容易产生锂枝晶，不仅影响电池容量，还可能刺破隔膜造成内短路，存在较高的安全隐患，严重限制了其进一步应用。
3、基于此，针对锂枝晶问题，国内外学者提出了包括电解液组分优化、隔膜优化、负极表面和结构优化等多种解决方案，其中以对负极表面和结构优化为主要方向，如通过包覆层形成对锂金属的保护，但实际的改进效果也有效，仍不能有效解决锂金属负极的锂枝晶问题。
4、有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种用于沉锂的壳体，以改善目前锂金属负极容易产生锂枝晶的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种用于沉锂的壳体，包括掺杂有氮和磷的碳壳，所述碳壳呈中空结构且碳壳内携载有磷化亚铜。
4、本专利技术目的之二在于，提供一种用于沉锂的壳体的制备方法，包括以下步骤：
6、s2、将步骤s1得到的固混物与次磷酸盐进行混合，惰性气氛下焙烧，冷却，洗涤后得到呈中空结构且掺杂有氮和磷的碳壳，碳壳内携载有磷化亚铜，完成用于沉锂的壳体的制备。
7、优选的，含氮和磷配体的铜金属有机框架的制备方法为：将铜盐与羟基亚乙基二膦酸、吡嗪混合溶解，再与碱液混合，于130℃～150℃下反应，洗涤沉淀物，烘干，得含氮和磷配体的铜金属有机框架。
8、优选的，铜盐与羟基亚乙基二膦酸、吡嗪的摩尔比为1:(1.1～1.5):1；与碱液混合后的ph值为2～4。
9、优选的，所述碳化的温度为600℃-700℃，碳化时间为3～5h。
10、优选的，所述固混物与次磷酸盐的质量比为1:(7～13)。
11、优选的，所述焙烧温度为200℃～300℃，焙烧时间为1～3h。
12、本专利技术的目的之三在于，提供一种负极材料，包括金属锂和用于沉积所述金属锂的壳体，所述壳体为上述所述的用于沉锂的壳体或上述所述的用于沉锂的壳体的制备方法制得的壳体。
13、本专利技术的目的之四在于，提供一种负极片，包括上述所述的负极材料。
14、本专利技术的目的之五在于，提供一种二次电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，负极片为上述所述的负极片。
15、相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的壳体，在掺杂有氮和磷的碳壳内携载磷化亚铜，其中该氮磷碳壳本身具有亲锂性，中空结构内还携载有亲锂性材料磷化亚铜，可降低碳壳内部的锂沉积过电势，有效将锂诱导沉积于碳壳内，在限域空间内沉积可增大锂枝晶的成核临界半径，有效抑制锂枝晶的生成，由此改善了目前锂金属负极容易产生锂枝晶的问题。此外在限域空间内沉积还能显著改善锂负极在充放电中的体积变化，提升电池的电化学性能，延长使用寿命。
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1.一种用于沉锂的壳体，其特征在于，包括掺杂有氮和磷的碳壳，所述碳壳呈中空结构且碳壳内携载有磷化亚铜。
2.一种用于沉锂的壳体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的用于沉锂的壳体的制备方法，其特征在于，含氮和磷配体的铜金属有机框架的制备方法为：将铜盐与羟基亚乙基二膦酸、吡嗪混合溶解，再与碱液混合，于130℃～150℃下反应，洗涤沉淀物，烘干，得含氮和磷配体的铜金属有机框架。
4.根据权利要求3所述的用于沉锂的壳体的制备方法，其特征在于，铜盐与羟基亚乙基二膦酸、吡嗪的摩尔比为1:(1.1～1.5):1；与碱液混合后的pH值为2～4。
5.根据权利要求2～4任一项所述的用于沉锂的壳体的制备方法，其特征在于，所述碳化的温度为600℃-700℃，碳化时间为3～5h。
6.根据权利要求2所述的用于沉锂的壳体的制备方法，其特征在于，所述固混物与次磷酸盐的质量比为1:(7～13)。
7.根据权利要求2或6所述的用于沉锂的壳体的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为200℃～300℃，焙烧时间为1～3
8.一种负极材料，其特征在于，包括金属锂和用于沉积所述金属锂的壳体，所述壳体为权利要求1所述的用于沉锂的壳体或权利要求2～7任一项所述的用于沉锂的壳体的制备方法制得的壳体。
9.一种负极片，其特征在于，包括权利要求8所述的负极材料。
10.一种二次电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，其特征在于，负极片为权利要求9所述的负极片。
...【技术特征摘要】
1.一种用于沉锂的壳体，其特征在于，包括掺杂有氮和磷的碳壳，所述碳壳呈中空结构且碳壳内携载有磷化亚铜。
2.一种用于沉锂的壳体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的用于沉锂的壳体的制备方法，其特征在于，含氮和磷配体的铜金属有机框架的制备方法为：将铜盐与羟基亚乙基二膦酸、吡嗪混合溶解，再与碱液混合，于130℃～150℃下反应，洗涤沉淀物，烘干，得含氮和磷配体的铜金属有机框架。
4.根据权利要求3所述的用于沉锂的壳体的制备方法，其特征在于，铜盐与羟基亚乙基二膦酸、吡嗪的摩尔比为1:(1.1～1.5):1；与碱液混合后的ph值为2～4。
5.根据权利要求2～4任一项所述的用于沉锂的壳体的制备方法，其特征在于，所述碳化的温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：李惠东，刘伟星，
申请(专利权)人：浙江锂威能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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