[发明专利]负极层及其制备方法、锂电池电芯及锂电池

权利要求书

1.一种负极层制备方法，其特征在于：其包括以下步骤:

步骤Q11，提供Cu、Ni或Al元素中一种或几种组合的金属或金属化合物集流体为工作电极基底；

步骤Q12，提供包括与基底匹配的Cu、Ni或Al元素中一种或几种组合的金属或金属化合物作为阳极；

步骤Q13，将工作电极基底与阳极置入含有Cu、Ni或Al元素中一种或几种组合的溶液中并通入电流，以电沉积过程产生的氢气泡为模板，在工作电极基底上沉积形成含有Cu、Ni或Al元素中一种或几种组合的金属多孔结构；及

步骤Q14，将锂金属与金属多孔结构置于真空环境中加热至180-220℃，将锂金属涂覆在所述金属多孔结构表面以使所述锂金属熔融填充所述金属多孔结构后，冷却得到所需含有锂金属的负极层。

2.如权利要求1中所述负极层制备方法，其特征在于：所述负极层制备方法进一步包括：以Cu箔或Al箔集流体作为工作电极基底，利用紫铜片或铝合金片作为阳极，置入含有CuSO₄或Al₂(SO₄)₃溶液中，其中通入的电流为0.6-8A·cm^-2，溶液温度为20-70℃，其浓度为0.2-2mol·L^-1，以在工作电极基底上沉积形成Cu或Al的金属多孔结构。

3.如权利要求1中所述负极层制备方法，其特征在于：所述负极层制备方法进一步包括：提供一Cu箔集流体并在其表面沉积形成Ni金属层，以作为工作电极基底；在步骤Q13进一步包括：以在Cu箔上的Ni金属层为工作电极基底，以AlNi合金为阳极，置入含有Ni金属元素的溶液中，其中通入的电流为0.6-8A·cm^-2，溶液温度为20-70℃，其浓度为0.2-2mol·L^-1，以在工作电极基底上沉积形成AlNi合金的金属多孔结构。

4.一种负极层，其特征在于：所述负极层包括金属多孔结构及熔融填充于金属多孔结构的孔隙中的锂金属，所述金属多孔结构采用如权利要求1中所述负极层制备方法制备获得。

5.如权利要求3中所述负极层，其特征在于：所述金属多孔结构的孔径大小为10nm-1μm，所述金属多孔结构中孔隙率为10％-90％。

6.如权利要求3中所述负极层，其特征在于：所述负极层的厚度为5-10μm。

7.一种锂电池电芯，其特征在于：其包括负极结构，所述负极结构包括一集流体及采用如权利要求1中所述负极层制备方法在集流体表面形成的负极层。

8.如权利要求7中所述锂电池电芯，其特征在于：所述锂电池电芯还包括正极结构，及设置在所述正极结构与负极结构之间的固态电解质层；所述锂电池电芯还包括两个集流体，所述集流体包括两个相对的主表面，其中一个主表面上形成所述正极层，以作为所述锂电池电芯的正极结构；另一主表面上形成负极层，以作为另一锂电池电芯的负极结构。

9.一种锂电池，其特征在于：其包括至少两个连续叠层设置如权利要求8中所述锂电池电芯，直接叠加设置的至少两个锂电池电芯之间共用一正负共极集流体，该正负共极集流板包括两个相对的主表面，其中一个主表面上形成所述正极层，以作为其中一锂电池电芯的正极结构，另一主表面上形成负极层，以作为另一锂电池电芯的负极结构。

10.如权利要求9中所述的锂电池，其特征在于：共用一正负共极集流体的两个锂电池电芯之间为串联连接；所述锂电池还包括封装结构，定义与多个所述锂电池电芯的叠加方向平行的锂电池电芯的表面为侧面，所述封装结构围设在所述锂电池电芯的侧面。