[发明专利]一种固态金属锂电池阳极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种固态金属锂电池阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将石墨烯，分散剂，导电填料，溶剂与粘接剂混合，分散，得到石墨烯胶液；

2)将石墨烯胶液均匀涂布在铜箔表面；

3)将锂片覆盖在石墨烯胶液的界面上，形成铜箔层，石墨烯胶液层，锂金属片的三层复合结构；

4)将得到的三层复合结构烘干。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述石墨烯的层数为2-9层，片径为0.3-19μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯醇，聚乙烯醇衍生物，乙基纤维素，十二烷基苯磺酸钠，胆酸钠，芘衍生物，磺化聚苯胺，羧甲基纤维素钠，木质素磺酸钠，马来酰亚胺，二烯丙基胺，聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述导电填料为硬碳类碳材料，石墨类碳材料，软碳类碳材料，金属类纳米线或纳米颗粒中的一种或几种；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述的粘结剂为聚偏氟乙烯，其分子量为10万-150万。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，按重量百分比计，所述石墨烯胶液包括以下组分：石墨烯0.2％-9.8％，分散剂0.2％-9％，导电填料0.2％-29％，粘结剂0.2％-19％，余量为溶剂。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，将所述石墨烯胶液按5-10mg/cm²的标准均匀涂布在铜箔表面；所述铜箔的厚度为6-49μm，铜箔为压延或电解铜箔。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，将得到的三层复合结构施加0.2Mpa-2.9Mpa，以51℃-149℃的温度烘烤0.2-59min，以得到烘干的产物；所述产物中的石墨烯胶液的厚度为0.2-49μm，锂片的厚度为0.2-99μm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)在环境湿度10％的氛围内进行，步骤2)、步骤3)及步骤4)在水分含量及氧含量均为10ppm以下的氛围内进行。

9.一种固态金属锂电池阳极，其特征在于，包括铜箔、石墨烯胶层、锂片；所述石墨烯胶层按重量份计包括以下组分：石墨烯0.2-9.8份，分散剂0.2-9份，导电填料0.2-29份，粘结剂0.2-19份。

10.根据权利要求9所述的固态金属锂电池阳极，其特征在于，所述锂电池阳极的接触电阻为4-6mΩ/cm²。

11.根据权利要求9所述的固态金属锂电池阳极，其特征在于，所述固态金属锂电池阳极是根据权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的。

12.一种固态金属锂电池，其特征在于，所述固态金属锂电池包含固态金属锂电池阳极；所述固态金属锂电池阳极包括铜箔、石墨烯胶层、锂片；所述石墨烯胶层按重量份计包括以下组分：石墨烯0.2-9.8份，分散剂0.2-9份，导电填料0.2-29份，粘结剂0.2-19份。

13.一种发电装置，其特征在于，包括储能单元，所述储能单元为固态金属锂电池；所述固态金属锂电池包含固态金属锂电池阳极，所述固态金属锂电池阳极包括铜箔、石墨烯胶层、锂片；所述石墨烯胶层按重量份计包括以下组分：石墨烯0.2-9.8份，分散剂0.2-9份，导电填料0.2-29份，粘结剂0.2-19份。

14.一种车辆装置，其特征在于，包括蓄电池，所述蓄电池为固态金属锂电池；所述固态金属锂电池包含固态金属锂电池阳极；所述固态金属锂电池阳极包括铜箔、石墨烯胶层、锂片；所述石墨烯胶层按重量份计包括以下组分：石墨烯0.2-9.8份，分散剂0.2-9份，导电填料0.2-29份，粘结剂0.2-19份。