[发明专利]一种复合平面锂金属阳极、制备及其在锂金属电池中的应用

权利要求书

1.一种复合平面锂金属阳极，其特征在于，包括平面金属集流体、复合在平面金属集流体平面的金属锂层以及覆盖所述金属锂层的刚性/柔性复合界面层；所述的刚性/柔性复合界面层包括柔性聚合物以及分散在柔性聚合物中的刚性材料；

所述的刚性材料包含硫化锂；还包含金属粒子和/或锂-金属合金粒子；

所述的金属粒子为Fe、Mn、Ti、Cu、Mo中的至少一种；

所述的锂-金属合金粒子为锂与Cd、Zn、Ge、Ag、Sn中的至少一种形成的合金；

所述的复合平面锂金属阳极的制备过程为：在所述的平面金属集流体上涂覆浆液；所述的浆液为包含金属硫化物、柔性聚合物的浆体；

浆液干燥后再经电沉积沉锂，即制得所述的复合平面锂金属阳极；

所述的金属硫化物为Fe、Mn、Cd、Ti、Cu、Zn、Ge、Ag、Sn、Mo中的至少一种金属的硫化物；

金属硫化物颗粒大小为0.01～20μm；

所述的刚性/柔性复合界面层的厚度为0.04～30μm；

所述的复合平面锂金属阳极中，金属锂层厚度为5～1200μm；

填充的金属锂量为2～240mAh/cm²。

2.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，所述的金属硫化物为FeS、Fe₂S₃、MnS、CdS、TiS₂、CuS、ZnS₂、GeS₂、Ag₂S、SnS、MoS₂中的至少一种。

3.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，金属硫化物颗粒大小为0.03～12μm。

4.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，金属硫化物颗粒大小为1.1～4μm。

5.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，平面金属集流体的材料为铜、钛、镍、铁、铬中的至少一种。

6.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，平面金属集流体的材料为铜箔或镍箔。

7.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，平面金属集流体的厚度为2～100μm。

8.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，平面金属集流体的厚度为5～60μm。

9.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，所述的柔性聚合物为聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氯乙烯、丁苯橡胶中的至少一种。

10.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，所述的柔性聚合物为聚四氟乙烯。

11.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，柔性聚合物的分子量为10000～1000000。

12.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，柔性聚合物的分子量为50000～500000。

13.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，柔性聚合物的分子量为50000～100000。

14.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，所述的刚性/柔性复合界面层中，刚性材料、柔性聚合物的质量比为30％～99％。

15.如权利要求1所述的复合平面锂金属阳极，其特征在于，所述的刚性/柔性复合界面层中，刚性材料、柔性聚合物的质量比为45％～97％。