[发明专利]金属锂-骨架碳复合材料及其制备方法、负极和二次电池

权利要求书

1.一种金属锂-碳纳米管微球复合材料，其特征在于，所述金属锂-碳纳米管微球复合材料具有微米球形结构，包括作为多孔的碳材料载体的碳纳米管微球以及形成于所述碳纳米管微球的孔隙中的金属锂，其中，所述碳纳米管微球的平均直径为1μm～100μm，具有平均孔径为10～100nm的孔隙，并且所述金属锂与所述碳纳米管微球的孔隙形状互补。

2.根据权利要求1所述的金属锂-碳纳米管微球复合材料，其特征在于：所述碳纳米管微球为由碳纳米管组成的球形或类球状颗粒，其通过将碳纳米管均匀分散于溶剂中形成的均相分散液喷雾干燥而制备得到。

3.根据权利要求2所述的金属锂-碳纳米管微球复合材料，其特征在于：所述碳纳米管微球的平均孔径为10～50nm。

4.根据权利要求3所述的金属锂-碳纳米管微球复合材料，其特征在于：所述碳纳米管微球电导率为1*10^-3～10S·cm^-1，所述碳纳米管微球可承受的压力范围为0～20MPa，所述碳纳米管微球比表面积为100～1500m²/g，所述碳纳米管微球至少具有微小球状实体聚集结构、球形聚集结构、类球形聚集结构和面包圈形聚集结构中的任意一种。

5.一种二次电池负极，其特征在于：该负极材料为权利要求1至4任一所述的金属锂-碳纳米管微球复合材料。

6.一种二次电池，其特征在于：包括权利要求5所述的负极。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于：所述二次电池为可充电锂离子电池。

8.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于：所述二次电池为金属锂-氧化物电池或金属锂-聚合物电池。

9.一种用于制备根据权利要求1至4任一所述的金属锂-碳纳米管微球复合材料的方法，其特征在于：将熔融状态的金属锂与碳纳米管微球直接混合均匀，冷却获得金属锂-碳纳米管微球复合材料，其中所述碳纳米管微球的平均直径为1μm～100μm，具有平均孔径为10～100nm的孔隙。

10.根据权利要求9所述的金属锂-碳纳米管微球复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管微球的制备方法包括：将碳纳米管均匀分散于溶剂中形成不含表面活性剂的均相分散液，而后将所述均相分散液输入喷雾干燥机的雾化器中，形成微小的雾状液滴，且使所述雾状液滴在所述喷雾干燥机中与热气流并流接触，使所述雾状液滴中的溶剂迅速蒸发，进而使所述雾状液滴中的碳纳米管聚集形成碳纳米管微球，其后将所述碳纳米管微球从所述喷雾干燥机排出。

11.根据权利要求10所述的金属锂-碳纳米管微球复合材料的制备方法，其特征在于：所述喷雾干燥的条件包括：进风温度为150～250℃，出风温度为75～150℃，喷雾速度为1毫升/小时到10吨/小时。