[發明專利]一種復合金屬鋰負極、制備方法及金屬鋰電池

有效

• 申請號: 201910769543.2
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110649267B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 吳愷;王騫;楊程凱;劉文;周恒輝
• 申請（專利權）人: 北京泰豐先行新能源科技有限公司;北大先行科技產業有限公司
• 主分類號: H01M4/70
• 分類號: H01M4/70;H01M4/134;H01M4/1395;H01M10/052
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 余長江

1.一種復合金屬鋰負極的制備方法，包括以下步驟：

1）將三維集流體框架浸泡入含有聚合物的溶液中進行官能團化；

2）配制含金屬離子和有機配體的前驅體溶液，將官能團化的三維集流體框架浸入，靜置陳化；

3）將已包覆金屬有機骨架的三維集流體框架撈出，洗滌干燥，將所得的前驅體框架在惰性氣氛下煅燒；

4）將所得的煅燒后框架材料嵌入一定量的金屬鋰，即得到復合金屬鋰負極。

2.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟1）聚合物溶液為含1 mol/L 鹽酸的聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液。

3.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟2）前驅體溶液為六水合金屬硝酸鹽和有機配體加入甲醇中攪拌溶解后配制而成，所述六水合金屬硝酸鹽和有機配體質量配比為0.3~2.4；靜置陳化時間為5~12小時。

4.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟3）洗滌溶劑為水和甲醇，干燥條件為自然干燥或加熱烘干；煅燒氣氛為氬氣或氬氣-氫氣混合氣，煅燒溫度為500~700℃，煅燒時間為2~4小時。

5.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟4）嵌入金屬鋰的方法為電化學沉積法。

6.一種復合金屬鋰負極，基于權利要求1所述制備方法制備得到，其由三維集流體框架和表面包覆層構成，其中，所述三維集流體框架為三維導電骨架，所述表面包覆層為含金屬氧化物的碳層。

7.如權利要求6所述復合金屬鋰負極，其特征在于，所述三維導電骨架為三維碳骨架或三維金屬骨架。

8.如權利要求7所述復合金屬鋰負極，其特征在于，所述三維金屬骨架為三維泡沫鎳、三維泡沫銅或多孔銅箔。

9.如權利要求6所述復合金屬鋰負極，其特征在于，所述表面包覆層由含金屬離子的有機材料在惰性氣氛下煅燒而成；所述有機材料為金屬有機骨架材料，其中心金屬元素為鋅、鈷、銅、錳、鐵或鈰中一種或多種，有機配體為2-甲基咪唑、己二酸或對苯二甲酸。

10.一種包含如權利要求6~9任一所述復合金屬鋰負極的金屬鋰電池。