[发明专利]用于碱金属电池的基于石墨烯-金属混杂泡沫的电极

摘要

提供了一种锂或钠金属电池，其具有阳极、阴极、和多孔隔膜和/或电解质，其中所述阳极含有由多个孔、孔壁、和位于这些孔中的吸引锂的金属或吸引钠的金属构成的石墨烯‑金属混杂泡沫；其中所述金属选自Au、Ag、Mg、Zn、Ti、Na(或Li)、K、Al、Fe、Mn、Co、Ni、Sn、V、Cr、或其合金，并且其量是总混杂泡沫重量或体积的0.1％至90％，并且这些孔壁含有单层或少层石墨烯片，其中石墨烯片含有原生石墨烯或选自以下的非原生石墨烯：氧化石墨烯、还原的氧化石墨烯、氟化石墨烯、氯化石墨烯、溴化石墨烯、碘化石墨烯、氢化石墨烯、氮化石墨烯、掺杂石墨烯、化学官能化石墨烯、或其组合。

主权项

1.一种碱金属电池，其包括阳极、阴极、与所述阳极和所述阴极处于离子接触的电解质、以及电子地分开所述阳极与所述阴极的任选的多孔隔膜，其中，所述阳极包括由多个孔、孔壁、和位于所述孔中或沉积在所述孔壁上的吸引锂的金属或吸引钠的金属构成的石墨烯‑金属混杂泡沫；其中，对于锂金属电池，所述吸引锂的金属选自下组，所述组由以下组成：Au、Ag、Mg、Zn、Ti、Na、K、Al、Fe、Mn、Co、Ni、Sn、V、Cr、及其合金，或者对于钠金属电池，所述吸引钠的金属选自下组，所述组由以下组成：Au、Ag、Mg、Zn、Ti、Li、K、Al、Fe、Mn、Co、Ni、Sn、V、Cr、及其合金，并且其量是总混杂泡沫重量的0.1％至90％，并且所述孔壁含有单层或少层石墨烯片，其中所述少层石墨烯片具有2‑10个堆叠的石墨烯平面层，这些石墨烯平面具有如通过X射线衍射测量的从0.3354nm至0.40nm的平面间间距d002，并且所述单层或少层石墨烯片含有具有基本上零％的非碳元素的原生石墨烯材料或者具有按重量计0.001％至25％的非碳元素的非原生石墨烯材料，其中所述非原生石墨烯选自下组，所述组包括：氧化石墨烯、还原的氧化石墨烯、氟化石墨烯、氯化石墨烯、溴化石墨烯、碘化石墨烯、氢化石墨烯、氮化石墨烯、掺杂石墨烯、化学官能化石墨烯、及其组合。