[发明专利]一种复合锂金属电极及其制备方法

权利要求书

1.一种制备复合锂金属电极的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）以碳材料搭建集流体片形成所述复合锂金属电极的储锂骨架；

（2）基于光聚合法或热聚合法，以聚合物凝胶层包覆所述储锂骨架，形成复合电极；其中，

所述光聚合法包括将选定的聚合物、锂盐溶解到有机溶剂中，制成光聚合凝胶前驱液，并在暗光条件下涂到所述储锂骨架上，在紫外灯下进行光照的步骤；

所述聚合物为由聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物与光聚合剂和光引发剂经聚合形成；

所述锂盐包括LiTFSI、LiNO3、LiFSI、LiPF6中的一种或几种；

所述有机溶剂包括二甲醚、乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、1,3-二氧环戊烷，4-甲基-1,3-二氧环戊烷，n-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种；

所述热聚合法包括将选定的聚合物溶解到有机溶剂中制成有机胶液的步骤，以及将所述有机胶液包覆在所述储锂骨架上，并在烘干后将所述储锂骨架浸没在电解液中，制成凝胶复合电极的步骤；

所述热聚合法中使用的聚合物包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物；

所述热聚合法中使用的有机溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、丙酮、碳酸丙烯酯、N,N-二甲基甲酰胺或四氢呋喃中的一种或几种；

所述电解液包括锂盐和有机液；

所述锂盐包括LiTFSI、LiNO3、LiFSI、LiPF6中的一种或几种；

所述的有机液包括二甲醚、乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、1，3-二氧环戊烷，4-甲基-1，3-二氧环戊烷中的一种或几种；

（3）通过电化学沉积法将锂金属沉积到所述复合电极中，即得。

2.根据权利要求1所述的制备复合锂金属电极的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述碳材料包括软碳、硬碳、木炭、石墨片、膨胀石墨、气相沉积碳、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、N掺杂石墨烯、N掺杂氧化石墨烯中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求2所述的制备复合锂金属电极的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，以所述碳材料搭建形成所述储锂骨架的方法为刮涂法、喷涂法或气相沉积法；

所述刮涂法包括将选定的所述碳材料与粘结剂、分散液混合分散后，刮涂到集流体片上形成所述储锂骨架的步骤；

所述喷涂法包括将选定的所述碳材料与粘结剂、分散液混合分散后，喷涂到集流体片上形成所述储锂骨架的步骤；

所述气相沉积法包括以选定的烃类有机物蒸汽为碳源，在隔绝氧气且有氢气和氩气存在的条件下，经加热直接在集流体表面沉积以形成所述储锂骨架的步骤。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备复合锂金属电极的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述电化学沉积法包括将所述复合电极组装成电池的步骤，以及在通直流电后将锂沉积到所述复合电极中的步骤。

5.根据权利要求4所述的制备复合锂金属电极的方法，所述步骤（3）中，其特征在于，所述电池包括扣式电池或软包电池。

6.由权利要求1-5任一项所述方法制备得到的复合锂金属电极。

7.权利要求6所述的复合锂金属电极用于制备锂离子电池的用途。

8.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求6所述的复合锂金属电极。