[發(fā)明專利]鋰金屬電極及其制備方法、鋰金屬二次電極負(fù)極、電池有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610319583.3 | 申請日： | 2016-05-12 |
| 公開（公告）號： | CN107369813B | 公開（公告）日： | 2019-10-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王平華;李慧;夏圣安 | 申請（專利權(quán)）人： | 華為技術(shù)有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/134 | 分類號： | H01M4/134;H01M4/1395;H01M4/66;H01M4/80;H01M10/052;H01M12/08 |
| 代理公司： | 北京三高永信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138 | 代理人： | 羅振安 |
| 地址： | 518129 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 金屬電極 及其 制備 方法 金屬 二次 電極 負(fù)極 電池 | ||
1.一種鋰金屬電極，其特征在于，包括：具有多個孔道空腔的泡沫電極基體，以及分布在所述泡沫電極基體的至少一個孔道空腔內(nèi)的金屬鋰顆粒；
所述泡沫電極基體的材料為元素?fù)诫s石墨烯；
所述鋰金屬電極還包括：包覆在所述金屬鋰顆粒表面的保護層；
所述保護層的材料為鋰離子良導(dǎo)體材料；
分布在所述泡沫電極基體的孔道空腔內(nèi)的所述金屬鋰顆粒的密度大于分布在所述多個孔道空腔以外的區(qū)域內(nèi)的所述金屬鋰顆粒的密度；
所述元素?fù)诫s石墨烯中摻雜的元素選自氮、硫以及磷中的至少一種；
所述泡沫電極基體的孔道空腔的直徑為100納米~50微米；
所述金屬鋰顆粒為直徑為100納米以下的納米金屬鋰顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬電極，其特征在于，20%以上的所述多個孔道空腔內(nèi)分布有金屬鋰顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰金屬電極，其特征在于，所述保護層的材料選自Li2CO3、Li4SiO4、LiF、TiO2、Li2TiO3、Li4Ti5O12、SiO2、SnO2、SiC、LiAlO2、Al2O3、NiS、CuS、FeS、MnS、Ag2S以及TiS2中的至少一種。
4.一種鋰金屬電極的制備方法，其特征在于，包括：
準(zhǔn)備具有多個孔道空腔的泡沫電極基體；
在所述泡沫電極基體的至少一個孔道空腔內(nèi)涂覆金屬鋰顆粒；
在所述金屬鋰顆粒的表面涂覆保護層；
所述泡沫電極基體的材料為元素?fù)诫s石墨烯；
所述保護層的材料為鋰離子良導(dǎo)體材料；
分布在所述泡沫電極基體的孔道空腔內(nèi)的所述金屬鋰顆粒的密度大于分布在所述多個孔道空腔以外的區(qū)域內(nèi)的所述金屬鋰顆粒的密度；
所述元素?fù)诫s石墨烯中摻雜的元素選自氮、硫以及磷中的至少一種；
所述泡沫電極基體的孔道空腔的直徑為100納米~50微米；
所述金屬鋰顆粒為直徑為100納米以下的納米金屬鋰顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，在20%以上的所述多個孔道空腔內(nèi)涂覆金屬鋰顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，采用氣相沉積法涂覆所述金屬鋰顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，采用真空蒸鍍的方法涂覆所述金屬鋰顆粒；
所述真空蒸鍍的條件為：將所述泡沫電極基體固定在金屬鋰顆粒蒸發(fā)源的正上方，在1×10-2帕以下的壓力下，用電流為50~500毫安、電壓為3~12千伏的電子束轟擊所述金屬鋰顆粒蒸發(fā)源，轟擊時間為5~50分鐘，所述泡沫電極基體與所述金屬鋰顆粒蒸發(fā)源的距離為30~150厘米。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述保護層的材料選自Li2CO3、Li4SiO4、LiF、TiO2、Li2TiO3、Li4Ti5O12、SiO2、SnO2、SiC、LiAlO2、Al2O3、NiS、CuS、FeS、MnS、Ag2S以及TiS2中的至少一種。
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