[发明专利]一种碱金属负极及其制备和应用

权利要求书

1.一种碱金属电池负极，其特征在于，包括：基体和覆于所述基体内部的碱金属；碱金属占负极总质量的比例为5～95％；所述基体为三维导电多孔碳骨架；三维导电多孔碳骨架是由高温碳化多孔聚合物膜得到；多孔聚合物膜是由聚合物通过相转化方法制备。

2.根据权利要求1所述的碱金属电池负极，其特征在于，

所述的三维导电多孔碳骨架内部具有纳米和微米级的尺度相互连通的网孔，所述网孔孔径范围为1nm～500μm，所述三维导电多孔碳骨架的孔隙率为30％～90％，优选60-90％。

3.根据权利要求2所述的碱金属电池负极，其特征在于，所述聚合物为聚苯并咪唑、聚丙烯腈、酚醛树脂、聚醚砜酮、聚偏二氯乙烯及其衍生物、聚酰亚胺及其衍生物中的一种或二种以上；

所述相转化方法为热致相转化、浸没相转化、蒸汽相转化、溶剂蒸发诱导相转化中的一种或二种以上。

4.权利要求1所述碱金属电池负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将聚合物溶解在有机溶剂中，得到前驱体溶液；所述前驱体溶液中聚合物的质量分数为1-50％；

(2)将步骤(1)制备的前驱体溶液倾倒在玻璃板上，刮涂成膜，得到聚合物膜；

(3)将步骤(2)制备的聚合物膜进行相转化处理得到多孔聚合物膜；

(4)将步骤(3)制备的多孔聚合物膜高温下煅烧制备多孔碳骨架；

(5)将步骤(4)制备的多孔碳骨架浸没在熔融的碱金属中2-5h，取出冷却，得到所述碱金属负极。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮，四氢呋喃中的一种或两种以上。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碱金属为锂、钠或钾。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述聚合物膜厚度为50-1000μm。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的多孔聚合物膜在500-900℃煅烧2-20h。

9.一种碱金属电池，包括负极，其特征在于，所述负极为权利要求1-3任意一项所述的碱金属负极。

10.一种权利要求1-3任意一项所述碱金属负极的应用，其特征在于：所述碱金属负极应用于碱金属电池负极侧。