[发明专利]具有功能性保护层的三维集流体、锂金属复合电极及应用

权利要求书

1.一种具有功能性保护层的三维集流体，其特征在于，所述具有功能性保护层的三维集流体包括三维集流体和功能性保护层；

所述功能性保护层包覆在所述三维集流体表面；

所述功能性保护层中包括银、金、镁、铝、锌、锡、镓、铜、氧化铝、氧化锌、氧化镁、二氧化锡、五氧化二钒、五氧化二铌、五氧化二钽、氧化铜、三氧化钼、氧化锆中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的具有功能性保护层的三维集流体，其特征在于，所述功能性保护层为一层或多层；

优选地，所述功能性保护层的总厚度为10nm-10μm；

优选地，所述功能性保护层包括三层；由内至外依次为五氧化二钒、五氧化二铌、五氧化二钽；

优选地，所述三维集流体选自铜箔、泡沫铜、铝箔、镍箔、泡沫镍、不锈钢、导电树脂、聚乙烯基复合导电材料、石墨烯、钛镍记忆合金、碳纸、碳纤维中的一种或多种；

优选地，所述三维集流体的厚度为20μm-250μm。

3.权利要求1或2所述的具有功能性保护层的三维集流体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将功能性保护层源材料包覆于三维集流体表面，任选地进行烧结步骤，得到所述具有功能性保护层的三维集流体。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述包覆选自以下方法中的任一种：溶剂热法、静电纺丝法、溶液法、脉冲激光沉积、化学气相沉积、溶胶-凝胶法、水热法、磁控溅射法、电镀法、化学浸镀法、真空蒸镀法、离子光溅射法。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水热法的条件：温度为120-220℃，时间为10-24h；溶剂热法的条件：温度100-250℃，时间为10-24h；静电纺丝法的条件：温度为20-40℃，时间为5-10h；溶液法的条件：温度为25℃，时间为2h，保护气氛为氩气；磁控溅射法的条件：温度为25℃，时间为6h，保护气氛为真空；溶胶凝胶法的条件：温度为25℃，时间为5h；电镀法的条件：温度为25℃，时间为2h；真空蒸镀法的条件：温度为1500℃，保护气氛为真空。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述功能性保护层源材料选自银靶材、金靶材、镁靶材、镓靶材、铝箔、锌片、锡箔、氧化铝、氧化锌、氧化镁、二氧化锡、氧化铜、二硫化钼、氧化亚锆、偏钒酸铵、草酸铌、五氯化钽、铜箔中的至少一种。

7.一种锂金属复合电极，其特征在于，所述锂金属复合电极包括具有功能性保护层的三维集流体和金属锂；

所述具有功能性保护层的三维集流体包覆于所述金属锂表面；

所述具有功能性保护层的三维集流体选自权利要求1或2所述的具有功能性保护层的三维集流体。

8.权利要求7所述的锂金属复合电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将具有功能性保护层的三维集流体与金属锂接触，施加压力后获得所述锂金属复合电极。

9.一种锂金属电池，其特征在于，所述锂金属电池包括正极、负极和电解质，所述负极采用权利要求7所述的锂金属复合电极。

10.根据权利要求9所述的锂金属电池，其特征在于，所述锂金属电池为锂金属全固态电池或锂金属液态电池。