本發明提供了一種鋰金屬負極三維集流體及其制備方案和應用。該三維集流體為泡沫Ni表面原位生長Ni3S2納米片的集流體。具體步驟包括:(1)將泡沫Ni進行超聲清洗;(2)將清洗后的泡沫Ni置于一定濃度的硫脲溶液中,在一定溫度下進行溶劑熱反應,在泡沫Ni表面原位生長Ni3S2,一步法獲得Ni3S2@Ni;(3)對得到的Ni3S2@Ni進行電化學、原位與非原位表征。其優點在于:(1)Ni3S2@Ni具有較大的比表面積,可有效降低局部電流密度,并為鋰金屬的沉積提供豐富的位點;(2)其三維多孔結構為鋰金屬的沉積和溶解提供了緩沖空間;(3)Ni3S2活化后的產物較高的鋰離子電導率及其原位生長的三維交聯的獨特結構有效提高了鋰離子擴散系數,加速了鋰金屬沉積/溶解的動力學過程?;诖?,鋰金屬在該集流體表面實現了均勻的沉積,有效抑制了鋰枝晶的生長,電池的庫倫效率和循環穩定性明顯提高。該集流體具有制備方法簡單、生產周期短、成本低、循環穩定性高的特點。
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