共聚物电解质模板规制的有序纳米金属柱阵列作为高功率锂离子电池的三维复合负极

将锂离子电池作为混合动力车等工具的动力电池，迫切需要提高大电流密度下的充放电容量和循环寿命。相对于传统负极材料，非碳纳米材料有更高比容量。其中金属材料拥有比氧化物如SnO、半导体如Si更高的电子电导率和离子扩散系数，从而具有较快的反应动力学，是首选的高功率负极材料。但纳米金属粉体材料在电极制备时难以达到理想的均匀分散，且充放电中结构不稳定，易团聚，所以循环性能差，至今仍不能应用。本申请提出一种新型三维复合负极。采用嵌段共聚物膜作为软模板，选择性的在离子导电PEO纳米相内电化学沉积，所得到的纳米金属柱阵列呈六角密排方式均匀分布在模板中。充放电过程中，软模板的约束作用不仅保持一维柱状材料的形貌，而且防止金属柱间发生团聚，大大提高循环性；离子导电相的应用将发掘三维电极的优点，从而提高电池的功率密度。系统研究了解三维复合负极结构与电化学行为间的关系将加速高功率锂离子电池的商品化，拓宽其应用范围。