[发明专利]一种集流体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种集流体，其特征在于，所述集流体包括多孔金属，所述多孔金属的孔壁表面依次层叠设置离子导通层和亲锂层；所述多孔金属的厚度为50～200μm；所述多孔金属的孔径为50～250nm；所述多孔金属的孔隙率为60～80％；所述离子导通层的原料包括含锂的金属氧化物和/或导通锂离子的单质材料；所述含锂的金属氧化物包括Li₂TiO₃、Li₂ZrO₃、Li₂SiO₃或Li₂MnO₃中的任意一种或至少两种的组合；所述导通锂离子的单质材料包括Sn、Si、C或Sb中的任意一种或至少两种的组合。

2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述多孔金属包括Cu、Fe或Ni中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述离子导通层的厚度为5～20nm。

4.根据权利要求3所述的集流体，其特征在于，所述亲锂层的厚度为5～10nm。

5.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述离子导通层的材质和亲锂层的材质保持一致。

6.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述亲锂层的原料包括亲锂性金属氧化物、亲锂性金属硫化物或亲锂性金属氮化物中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求6所述的集流体，其特征在于，所述亲锂性金属氧化物包括MnO₂、Co₃O₄、ZnO或SnO₂中的任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求6所述的集流体，其特征在于，所述亲锂性金属氧化物包括TiS₂、MoS₂、ZnS、CuS或NiS中的任意一种或至少两种的组合。

9.根据权利要求6所述的集流体，其特征在于，所述亲锂性金属氮化物包括Ni₃N和/或Li₃N。

10.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述集流体表面依次层叠设置离子导通层和亲锂层。

11.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述多孔金属的一侧还包括极耳。

12.根据权利要求11所述的集流体，其特征在于，所述极耳以电镀或焊接的方式与多孔金属连接。

13.根据权利要求11所述的集流体，其特征在于，所述极耳的厚度为5～20μm。

14.根据权利要求1-13任一项所述的集流体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将离子导通层的原料和亲锂层的原料依次以气相沉积的方式沉积于多孔金属的孔壁表面，得到所述集流体。

15.一种负极，其特征在于，所述负极包括如权利要求1-13任一项所述的集流体和位于所述集流体孔隙中的锂金属。

16.一种固态电池，其特征在于，所述固态电池包括依次层叠的正极、固态电解质层和如权利要求15所述的负极。