[发明专利]金属氧化物复合自支撑导热碳膜、金属锂负极及其制备和应用

权利要求书

1.一种锂金属电池用金属氧化物复合自支撑导热碳膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：自支撑导热碳膜的制备：

将聚合物裂解，获得聚合物碳材料，将聚合物碳材料和石墨烯混合、压制成膜，制得所述的自支撑导热碳膜；其中，聚合物裂解的条件为500~900℃；压制成膜过程的压力范围为6~10MPa、辊压速度为0.5~1.5m/min；自支撑导热碳膜的石墨烯的重量含量为5%~30%；

所述的聚合物包括聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚砜酰胺、中间相沥青、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、环氧树脂、硅橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、高密度聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、酚醛树脂中的至少一种；

石墨烯为带有褶皱状的片层结构；

步骤(2)：将包含自支撑导热碳膜、M金属源、有机配体的溶液进行配位反应，获得金属有机框架@自支撑导热碳膜材料；随后再进行碳化处理，得到所述的自支撑金属氧化物复合导热碳膜。

2.如权利要求1所述的锂金属电池用金属氧化物复合自支撑导热碳膜的制备方法，其特征在于，在热辊压机中对聚合物碳材料和石墨烯混合物进行压制成膜，压力范围为6~8MPa；辊压速度为0.5~1.0m/min。

3.如权利要求1~2任一项所述的锂金属电池用金属氧化物复合自支撑导热碳膜的制备方法，其特征在于，所述的M金属源为钴、镍、锌、镁中的至少一种的水溶性盐；

所述的有机配体为能和所述M金属源中的金属阳离子形成配合物的有机物。

4.如权利要求3所述的锂金属电池用金属氧化物复合自支撑导热碳膜的制备方法，其特征在于，所述的有机配体为2-甲基咪唑、甲醇、DMF、对苯二甲酸、均苯三甲酸中的至少一种。

5.如权利要求1所述的锂金属电池用金属氧化物复合自支撑导热碳膜的制备方法，其特征在于，配位反应过程的温度为25~190℃。

6.如权利要求1所述的锂金属电池用金属氧化物复合自支撑导热碳膜的制备方法，其特征在于，碳化的温度为500~900℃，碳化时间为2~8h。

7.一种锂金属电池自支撑金属锂负极，其特征在于，包含权利要求1~6任一项制备方法的步骤(1)制得的自支撑导热碳膜，以及原位复合在其表面的M-Li合金、活性锂和Li的氧化物。

8.如权利要求7所述的锂金属电池自支撑金属锂负极，其特征在于，由权利要求1~6任一项制备方法制得的金属氧化物复合自支撑导热碳膜锂化得到。

9.一种权利要求7或8所述的锂金属电池自支撑金属锂负极的应用，其特征在于，用于锂金属电池的负极。

10.一种锂金属电池，其特征在于，其特征在于，包含权利要求7或8所述的自支撑金属锂负极。