[发明专利]一种有机亲锂涂层修饰的三维导电碳负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种有机亲锂涂层修饰的三维导电碳负极材料，其特征在于，它包括三维导电碳骨架及依次修饰在其表面的有机亲锂涂层和金属锂层，其中有机亲锂涂层由超支化有机多元醇组成；

所述超支化多元醇为超支化聚酯多元醇或超支化聚醚多元醇；其分子量为500～8000；羟基数为5～50mol；

所述超支化聚酯多元醇为脂肪族超支化聚酯多元醇或芳香族超支化聚酯多元醇；超支化聚醚多元醇为脂肪族超支化聚醚多元醇或芳香族超支化聚醚多元醇。

2.根据权利要求1所述的三维导电碳负极材料，其特征在于，所述有机亲锂涂层的修饰步骤包括：将表面经氧化改性后的三维导电碳骨架置于超支化多元醇溶液中，加入催化剂后进行搅拌反应，洗涤干燥，得有机亲锂涂层的三维导电碳材料。

3.根据权利要求2所述的三维导电碳负极材料，其特征在于，所述超支化多元醇与三维导电碳骨架的质量比为1～10:1；催化剂与三维导电碳骨架的质量比为0.5～3:1。

4.根据权利要求1所述的三维导电碳负极材料，其特征在于，所述三维导电碳骨架采用碳纤维布、碳纸、碳毡、碳纳米管、碳纳米片、三维石墨烯中的任意一种。

5.权利要求1～4任一项所述有机亲锂涂层修饰的三维导电碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将三维导电碳骨架进行表面除杂和氧化改性处理，清洗干燥后备用；

2)将步骤1)中氧化改性的三维导电碳骨架置于超支化多元醇溶液中，加入催化剂，搅拌反应；待反应完后自然晾干、清洗、干燥，得所述有机亲锂涂层修饰的三维导电碳材料；

3)将步骤2)中所得超支化多元醇修饰的三维导电碳材料在保护气氛下，采用辊压法或电沉积法将金属锂负载在其表面或骨架结构中，制得所述有机亲锂涂层修饰的三维导电碳负极材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述表面氧化改性处理利用硝酸溶液和硫酸溶液形成的混酸，其中硝酸溶液的浓度为30～60wt％；硫酸溶液的浓度为70～98wt％，硝酸溶液与硫酸溶液的体积比为25～1:1；表面氧化改性处理时间为25～35min。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述搅拌反应温度为30～140℃，反应时间为6～48h。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为4-二甲氨基吡啶、N,N-二异丙基乙胺、对甲苯磺酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、二环己基碳二亚胺中的一种或几种。

9.权利要求1所述有机亲锂涂层修饰的三维导电碳负极材料在锂金属电池领域中的应用。