[发明专利]一种锂金属电池用负极集流体及其制备方法

权利要求书

1.一种锂金属电池用负极集流体，其特征在于：包括碳纳米纤维膜、设置于所述碳纳米纤维膜的一个表面的不导电氧化物层和设置于所述碳纳米纤维膜的另一个表面的导电金属层；

其制备方法至少包括如下步骤：

S1：将聚丙烯腈(PAN)加入有机溶剂中，得到聚丙烯腈(PAN)溶液，将该溶液通过静电纺丝设备纺制成纳米聚丙烯腈纤维膜；

S2：对步骤S1制备得到的纳米聚丙烯腈纤维膜在惰性气氛下进行碳化，形成具有自支撑结构的碳纳米纤维膜；

S3：对步骤S2制备得到的碳纳米纤维膜进行磁控溅射镀层处理，在所述碳纳米纤维膜的一个表面上溅射不导电氧化物，另一个表面上溅射导电金属，得到所述负极集流体。

2.根据权利要求1所述的锂金属电池用负极集流体，其特征在于：所述不导电氧化物层的材质包括氧化锌、氧化镁、氧化铁、氧化镍、氧化铜和氧化硅中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的锂金属电池用负极集流体，其特征在于：所述导电金属层的材质为铜、镍、锌和银中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的锂金属电池用负极集流体，其特征在于：所述碳纳米纤维膜的厚度为30-200μm，所述不导电氧化物层的厚度为1-5μm，所述导电金属层的厚度为100nm-5μm。

5.根据权利要求1所述的锂金属电池用负极集流体，其特征在于：所述碳纳米纤维膜的直径为50-500nm。

6.一根据权利要求1所述的锂金属电池用负极集流体，其特征在于：步骤S1中，配制聚丙烯腈(PAN)溶液时，将聚丙烯腈(PAN)加入有机溶剂中，在30℃-90℃下均匀搅拌0.5-10h，得到质量分数5％-15％的聚丙烯腈溶液，所述有机溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)、THF、DMSO中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的锂金属电池用负极集流体，其特征在于：在步骤S2之前，还包括对步骤S1得到的纳米聚丙烯腈纤维膜进行氧化处理的步骤，所述氧化处理的步骤是以1-10℃/min的升温速度升温至250-300℃，并恒温0.5-3h。

8.根据权利要求1所述的锂金属电池用负极集流体，其特征在于：步骤S2所述碳化的步骤是在惰性气体中以1-20℃/min的升温速度升温至500-1500℃，并恒温0.5-5h，所述惰性气体为氮气或氩气。