System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种电池界面修饰材料及其修饰方法技术_技高网

一种电池界面修饰材料及其修饰方法技术

技术编号:43876848 阅读:9 留言:0更新日期:2024-12-31 18:59
本发明专利技术公开了一种电池界面修饰材料及其修饰方法,所述修饰材料在50~120℃下,饱和蒸气压为0.1~30kPa。上述的修饰材料修饰电池界面的方法,包括:将待修饰物和所述修饰材料置于密闭环境中,诱导所述修饰材料挥发和升华,使所述修饰材料附着在所述待修饰物表面及其孔隙,所述待修饰物为电池的电极和/或固态电解质。本发明专利技术提供的一种电池界面修饰材料及其修饰方法,利用饱和蒸汽压高和易于从本相表面逸出材料挥发和升华的气体分子,在电极或电解质表面附着形成超薄分子层,提高界面浸润性,促进离子和电子在界面与体相处的传导,从而提升界面电荷传输动力学,最大化倍率性能和容量发挥,同时利于提高循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源,具体涉及一种电池界面修饰材料及其修饰方法


技术介绍

1、电极和电解质作为电池关键组成部分,其接触界面的状态对电子和离子传输具有深刻影响,进而对电池容量的发挥和倍率的提升及其容量保持率产生作用。在锂离子电池/钠离子电池中,液态电解液对电极的浸润性不良,导致电极中的离子无法通过电解液迁移到负极。虽然全固态电池通过将液态电池中的电解液换成固态电解质,避免了电解液燃烧和污染环境的风险,实现了电池安全性的提升。同时,利用薄膜沉积技术制备的小体积薄膜电池或微型储能器件,为集成电子器件或柔性电子供能提供了可能性。但固态电解质的引入,引起了电解质和电极界面接触不良,造成了界面接触阻抗大和电子/离子转移或传导阻抗增大的问题,最终导致了倍率性能的降低,限制了容量的发挥。

2、针对电解液和电极界面阻抗问题,除了采用柔性硫化物提升离子电导率之外,电极和电解质表面包覆也能够提升界面浸润性并降低界面阻抗。但是表面包覆需要使用昂贵的薄膜沉积设备(如,原子层沉积、磁控溅射、热蒸发等),此类方法成本高,难以商业化应用。针对界面阻抗问题,工业化生产中液相沉积的方法广泛应用,但此类方法操作复杂,同时因废液排放可能引起环境污染。因此亟需探索适于批量生产的成本低、操作简单的修饰方法和材料,改善液态和固态锂/钠离子电池界面问题。


技术实现思路

1、为了解决电池界面阻抗问题,针对现有技术中的解决方案存在的成本高、操作过程复杂的问题,本专利技术提供了一种电池界面修饰材料及其修饰方法。

<p>2、一种电池界面修饰材料:所述修饰材料在50~120℃下,饱和蒸气压为0.1~30kpa。

3、进一步地,所述修饰材料为萘、硫磺或碘中的一种或几种。

4、进一步地,采用上述的修饰材料修饰电池界面的方法,包括:将待修饰物和所述修饰材料置于密闭环境中,诱导所述修饰材料挥发和升华,使所述修饰材料附着在所述待修饰物表面及其孔隙,所述待修饰物为电池的电极和/或固态电解质。

5、进一步地,所述电极的修饰方法为:将待修饰电极与所述修饰材料置于真空条件下,在温度50~120℃,保持时间不低于8小时。

6、进一步地,所述电极的修饰方法为:将待修饰电极与萘置于真空干燥箱,控制真空气压不高于10-2pa,在温度50~120℃,保持8~12小时。

7、进一步地,所述固态电解质的修饰方法为:将所述固态电解质与所述修饰材料置于真空条件下,在温度50~500℃,保持时间不低于8小时。

8、进一步地,所述电池包括锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池和锂空电池。

9、进一步地,所述电极为片状,所述固态电解质为片状。

10、一种锂电池,制备方法包括上述的电池界面修饰方法。

11、一种钠离子电池,制备方法包括上述的电池界面修饰方法。

12、本专利技术提供的一种电池界面修饰材料及其修饰方法,利用饱和蒸汽压高和易于从本相表面逸出材料挥发和升华的气体分子,在电极和/或电解质表面和孔隙附着形成超薄分子层,提高界面浸润性,促进离子和电子在界面与体相处的传导,从而提升界面电荷传输动力学,最大化倍率性能和容量发挥,同时利于提高循环稳定性。

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【技术保护点】

1.一种电池界面修饰材料:其特征在于:所述修饰材料在50~120℃下,饱和蒸气压为0.1~30kPa。

2.如权利要求1所述的电池界面修饰方法,其特征在于:所述修饰材料为萘、硫磺或碘中的一种或几种。

3.采用权利要求1或2所述的修饰材料修饰电池界面的方法,其特征在于:包括:

4.如权利要求3所述的修饰电池界面的方法,其特征在于:所述电极的修饰方法为:将待修饰电极与所述修饰材料置于真空条件下,在温度50~120℃,保持时间不低于8小时。

5.如权利要求4所述的修饰电池界面的方法,其特征在于:所述电极的修饰方法为:将待修饰电极与萘置于真空干燥箱,控制真空气压不高于10-2Pa,在温度50~120℃,保持8~12小时。

6.如权利要求3所述的修饰电池界面的方法,其特征在于:所述固态电解质的修饰方法为:将所述固态电解质与所述修饰材料置于真空条件下,在温度50~500℃,保持时间不低于8小时。

7.如权利要求3所述的修饰电池界面的方法,其特征在于:所述电池包括锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池和锂空电池。

8.如权利要求3所述的修饰锂电池界面的方法,其特征在于:所述电极为片状,所述固态电解质为片状。

9.一种锂电池,其特征在于:制备方法包括权利要求3~8中任一项的电池界面修饰方法。

10.一种钠离子电池,其特征在于:制备方法包括权利要求3~8中任一项的电池界面修饰方法。

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【技术特征摘要】

1.一种电池界面修饰材料:其特征在于:所述修饰材料在50~120℃下,饱和蒸气压为0.1~30kpa。

2.如权利要求1所述的电池界面修饰方法,其特征在于:所述修饰材料为萘、硫磺或碘中的一种或几种。

3.采用权利要求1或2所述的修饰材料修饰电池界面的方法,其特征在于:包括:

4.如权利要求3所述的修饰电池界面的方法,其特征在于:所述电极的修饰方法为:将待修饰电极与所述修饰材料置于真空条件下,在温度50~120℃,保持时间不低于8小时。

5.如权利要求4所述的修饰电池界面的方法,其特征在于:所述电极的修饰方法为:将待修饰电极与萘置于真空干燥箱,控制真空气压不高于10-2pa,在温度50~1...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈峰岭张心强李超波尹楚君
申请(专利权)人:中国科学院微电子研究所
类型:发明
国别省市:

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