[发明专利]碳-锂复合粉末及其制备方法、锂金属二次电池电极的制备方法

权利要求书

1.一种碳-锂复合粉末，组成上包括碳骨架和包覆在所述碳骨架表面的金属锂；所述碳-锂复合粉末的粒径为500nm～50μm。

2.根据权利要求1所述的碳-锂复合粉末，其特征在于，所述复合粉末中碳骨架和金属锂的质量比为(10～90)：(10～90)；

所述碳骨架的组分包括介孔碳、活性炭和石墨烯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的碳-锂复合粉末，其特征在于，所述碳骨架还含有掺杂源，所述掺杂源的质量为碳骨架质量的0.05％～0.5％；所述掺杂源为氮、硫和磷中的一种或多种。

4.权利要求1～3任一项所述的碳-锂复合粉末的制备方法，包括以下步骤：

(1)将包括碳材料和金属锂的混合物加热至250～400℃后，进行恒温搅拌，再降温得到初级包覆粉末；所述恒温搅拌的时间为5～40min，恒温搅拌的转速为50～200r/min；

(2)将所述步骤(1)得到的初级包覆粉末进行球磨，得到碳-锂复合粉末。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中球磨的时间为0.5～2h，球磨的转速为50～400r/min。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳材料的粒径为200nm～30μm。

7.根据权利要求4或6所述的制备方法，其特征在于，碳材料与金属锂混合前，还包括：对所述碳材料进行掺杂改性，得到掺杂碳材料；所述掺杂改性的元素为氮、硫和磷中的一种或多种。

8.一种锂金属二次电池电极的制备方法，包括以下步骤：采用辊压的方式将PET膜和碳-锂复合粉末涂覆在集流体表面，得到锂金属二次电池电极；

或采用辊压的方式将凝胶电解质和碳-锂复合粉末涂覆在集流体表面，得到锂金属二次电池电极。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶电解质为聚氧化乙烯-双三氟甲烷磺酰亚胺锂、PVDF-聚偏氟乙烯六氟丙烯-Li₇La₃Zr₂O₁₂或PVDF-聚偏氟乙烯六氟丙烯-Li_1.3Ti_1.7Al_0.3(PO₄)₃；所述凝胶电解质的质量≤碳-锂复合粉末质量的1％。

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆的涂覆量以碳-锂复合粉末的质量计，为0.2～20mg/cm²。