[发明专利]纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料、其金属锂复合物、它们的制备方法及应用

权利要求书

1.一种纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料，其特征在于所述多孔骨架是直径1-100微米的碳基多孔微球材料，或是具有微米尺度孔径分布的内部孔隙的多孔金属材料，所述纳米碳颗粒分布于所述碳基多孔微球材料或所述多孔金属材料的孔隙内及表面上。

2.根据权利要求1所述的纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料，其特征在于所述碳基多孔微球材料包括碳纳米管或碳纳米纤维微球材料、石墨、中间相碳微球和多孔活性炭中的至少一种，其中所述碳纳米管或碳纳米纤维微球材料由碳纳米管或碳纳米纤维相互交缠团聚而形成，微球内部充满碳纳米管或碳纳米纤维，内部和表面上具有大量纳米尺度孔隙；

和/或，所述多孔金属材料包括多孔铜，多孔铝，多孔锌，多孔铁，多孔镍，多孔金和多孔银中的至少一种，

和/或，所述纳米碳颗粒包括炭黑，乙炔黑，科琴黑，特密高导电剂Super P，卡博特BP2000中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料，其特征在于所述纳米碳颗粒相对于所述多孔骨架的含量为20-500wt％。

4.根据权利要求2所述的纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料，其特征在于所述碳纳米管或碳纳米纤维微球材料的比表面积为100-1500m²/g；

和/或，所述碳纳米管或碳纳米纤维微球材料所含孔隙的孔径为1-200nm；

和/或，所述碳纳米管或碳纳米纤维微球材料至少具有微小球状实体聚集结构、球形聚集结构、类球形聚集结构、多孔球形聚集结构和面包圈形聚集结构中的任意一种；

和/或，所述碳纳米管包括多壁碳纳米管、双壁碳纳米管和单壁碳纳米管中的任意一种或两种以上的组合，所述碳纳米管任选经过表面功能化处理。

5.一种制备权利要求1-4中任一项所述的纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料的方法，其特征在于所述方法包括：

将碳纳米管或碳纳米纤维与纳米碳颗粒一起分散于溶剂中形成分散液，然后喷雾干燥；

或者，将微米级多孔石墨、中间相碳微球、多孔活性炭或者多孔金属材料浸渍在纳米碳颗粒溶液中，超声处理，然后干燥。

6.一种金属锂-纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料，其特征在于包括权利要求1-4中任一项所述的纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料，和分布于所述纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料的孔隙内及表面上的金属锂。

7.根据权利要求6所述的金属锂-纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料，其特征在于金属锂的质量为所述复合材料总质量的1％～95％。

8.一种制备金属锂-纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料的方法，其特征在于所述方法包括：将熔融的金属锂与权利要求1-4中任一项所述的纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料混合，然后冷却。

9.一种电极，其特征在于包含权利要求6或7所述的金属锂-纳米碳颗粒-多孔骨架复合材料。

10.一种电化学储能装置，其特征在于包括权利要求9所述的电极，所述电化学储能装置包括电化学电池或超级电容器。