[发明专利]锂合金负极薄膜及其制备方法和二次锂金属电池

权利要求书

1.一种锂合金负极薄膜，其特征在于，包括基底箔材，以及设置在所述基底箔材上的合金膜层，所述合金膜层的成分至少由锂金属和M材料组成，所述M材料为金属或无机非金属，所述M材料和锂金属的质量比为(0.01～50)：100。

2.根据权利要求1所述的锂合金负极薄膜，其特征在于，所述M材料为单质的钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、钒、铬、铁、钴、镍、铜、锌、锡、硼、铝、镓、铟、银、锗、铅、锑、铋及其氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硫化物和氧化物中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的锂合金负极薄膜，其特征在于，所述基底箔材为铜箔、铝箔、不锈钢箔、聚酰亚胺膜、涂碳铜箔、涂碳铝箔、涂碳不锈钢箔、涂碳聚酰亚胺膜、石墨烯膜或碳纤维膜、泡沫铜、泡沫镍、泡沫铁、泡沫钛、不锈钢网。

4.一种根据权利要求1～3任一项所述的锂合金负极薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

准备锂金属合金液，将所述锂金属合金液涂布在所述基底箔材上，然后进行固化、辊压，得到锂合金负极薄膜；

其中，所述基底箔材的走布速度为0.1cm～10m/分钟，准备锂金属合金液的步骤包括将锂金属和M材料放置在料槽处，料槽内加热温度为200～600℃，料槽内机械搅拌器的转速为1～10000转/分钟，搅拌时间为1分钟～10小时。

5.根据权利要求4所述的锂合金负极薄膜的制备方法，其特征在于，通过1～10级鼓风干燥箱进行固化，每一级烘箱内的温度为30～300℃。

6.根据权利要求4所述的锂合金负极薄膜的制备方法，其特征在于，辊压时的辊压率为0.1％～60％。

7.根据权利要求4所述的锂合金负极薄膜的制备方法，其特征在于，采用刮刀涂布法，具体步骤为：

在环境露点温度为-100℃～0℃和氮气、氩气或者空气氛围条件下，将锂金属和M材料放置料槽处，料槽内加热温度为200～600℃，料槽内机械搅拌器的转速为1～10000转/分钟，搅拌时间为1分钟～10小时，加热熔融得到Li-M合金液，刮刀表面与所述基底箔材之间的距离为0.1μm～1000μm，刮刀的加热温度为200～600℃，所述基底箔材的走布速度为0.1cm～10m/分钟，将所述Li-M合金液涂布在所述基底箔材上，刮刀下方辊子温度为200～600℃，经过1～10级鼓风干燥箱进行固化，每一级烘箱内的温度为30～300℃，经过热辊进行辊压，热辊温度为30～300℃，辊压率为0.1％～60％，制得锂合金负极薄膜。

8.根据权利要求4所述的锂合金负极薄膜的制备方法，其特征在于，采用挤压涂布法，具体步骤为：

在环境露点温度为-100℃～0℃和氮气、氩气或者空气氛围条件下，将锂金属和M材料放置在料槽处，料槽内加热温度为200～600℃，加热熔融得到Li-M合金液，料槽内机械搅拌器的转速为1～10000转/分钟，搅拌时间为1分钟～10小时，利用螺杆的旋转将所述Li-M合金液通过挤压传送至狭缝出料口处，将所述Li-M合金液涂布在所述基底箔材上，涂布后第一个辊子的温度为200～600℃，经过1～10级鼓风干燥箱进行固化，每一级烘箱内的温度为30～300℃，经过热辊进行辊压，热辊温度为30～300℃，辊压率为0.1％～60％，制得锂合金负极薄膜；

其中，螺杆的转速为1～10000转/分钟，狭缝出料口的缝隙为1μm～1000μm，狭缝出料口与箔材的垂直距离为1～10000μm，螺杆运动区以及狭缝出料口的加热温度为200～600℃。

9.一种二次锂金属电池，其特征在于，包括根据权利要求1～3任一项所述的锂合金负极薄膜或包括根据权利要求4～8任一项制备方法制得的锂合金负极薄膜。

10.根据权利要求9所述的二次锂金属电池，其特征在于，所述二次锂金属电池为液态锂金属电池、半固态锂金属电池、准固态锂金属电池或固态锂金属电池。