[發明專利]一種鋰金屬二次電池負極及其制備方法

在審

• 申請號: 201710791809.4
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107611391A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 魏文飛;蔣世用;李乾乾;段科;王晉;吉純
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M4/134;H01M4/1395;H01M10/052
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

1.一種鋰金屬二次電池負極，其特征在于，包括石墨烯泡沫和復合在所述石墨烯泡沫中的金屬鋰。

2.根據權利要求1所述的鋰金屬二次電池負極，其特征在于，所述石墨烯泡沫與所述金屬鋰的質量比為1：(30～60)；

所述石墨烯泡沫的比表面積為60～150m²/g；

所述石墨烯泡沫的孔徑為2～5μm。

3.根據權利要求1所述的鋰金屬二次電池負極，其特征在于，所述石墨烯包括單層石墨烯、多層石墨烯、氧化石墨烯、還原氧化石墨烯或改性石墨烯；

所述石墨烯泡沫為具有多孔結構的三維材料；

所述鋰金屬二次電池負極以石墨烯泡沫為骨架，所述金屬鋰填充在所述石墨烯泡沫中。

4.一種鋰金屬二次電池負極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將氧化石墨烯水溶液經水熱法還原后，得到石墨烯水凝膠，再經過冷凍干燥后，得到石墨烯泡沫；

2)將上述步驟得到的石墨烯泡沫與液態金屬鋰混合后，得到鋰金屬二次電池負極。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述水熱法還原的溫度為160～220℃；

所述水熱法還原的時間為8～16h；

所述氧化石墨烯水溶液占所述水熱法還原用反應器皿的容積比為60％～85％。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述液態金屬鋰由以下方法制備：

在保護性氣氛下，將固態金屬鋰加熱后，得到液態金屬鋰；

所述加熱的溫度為大于等于180℃；

所述加熱時的含水量小于等于0.1ppm；

所述加熱時的含氧量小于等于0.1ppm。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述氧化石墨烯水溶液由氧化石墨烯粉末與水經超聲分散后得到；

所述氧化石墨烯水溶液的濃度為2～8mg/mL；

所述超聲的時間為大于等于2h；

所述氧化石墨烯粉末由石墨經改性Hummers法制備得到。

8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2)具體為：

將上述步驟得到的石墨烯泡沫與液態的金屬鋰進行接觸，或浸于液態的金屬鋰中，直到金屬鋰均勻的熔融于石墨烯泡沫中，然后自然冷卻后，得到鋰金屬二次電池負極。

9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述混合后還包括后處理步驟；

所述后處理步驟包括切片和/或輥壓中的一種或多種；

所述切片的厚度大于等于100μm；

所述輥壓的厚度大于等于50μm。

10.一種鋰金屬二次電池，其特征在于，包括權利要求1～3任意一項所述的鋰金屬二次電池負極或權利要求4～9任意一項所制備的鋰金屬二次電池負極。