[发明专利]一种复合金属锂负极及其制备方法

权利要求书

1.一种复合金属锂负极，其特征在于：所述负极包括：由聚合物组建的一级网络结构；纳米级碳材料填充到一级网络结构中构成的二级网络结构；锂金属填充到二级网络结构中构成的三级复合结构，形成复合金属锂负极；所述纳米级碳材料的含量为15％～70％，所述锂金属的含量为20％～80％。

2.根据权利要求1所述的复合金属锂负极，其特征在于：所述一级网络结构中的孔径为0.1μm～1mm，孔隙率为10％～99％；二级网络结构中的孔径为10nm～1mm，孔隙率为9％～98％；三级复合结构中的孔径为0nm～0.1mm，孔隙率为0％～50％。

3.根据权利要求2所述的复合金属锂负极，其特征在于：所述一级网络结构中的孔径为0.2μm～2μm，孔隙率为60％～95％；二级网络结构中的孔径为0.05μm～1μm，孔隙率为50％～85％；三级复合结构中的孔径为0nm～100nm，孔隙率为0％～5％。

4.根据权利要求1所述的复合金属锂负极，其特征在于：所述的复合金属锂负极的厚度为0.05μm～1mm。

5.根据权利要求1所述的复合金属锂负极，其特征在于：所述的聚合物为聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚酰亚胺，聚丙烯腈，聚苯胺，聚乳酸，醋酸纤维素和聚乳酸乙醇酸共聚物中的一种或多种，其含量为2％～20％。

6.根据权利要求1所述的复合金属锂负极，其特征在于：所述的纳米级碳材料为天然石墨，人造石墨，改性石墨，石墨化碳，活性炭，硬碳，软碳，石墨烯中一种或多种。

7.一种根据权利要求1所述的复合金属锂负极的制备方法，其特征在于：所述制备方法为：采用金属轧制方法轧制聚合物，下压变形量为10％～50％，获得经过一次轧制的三维网络聚合物；将碳材料平铺在三维网络聚合物表面，进行轧制，下压变形量20％～50％，碳填充到三维网络结构内，获得由碳填充的二级结构；将金属锂平铺在二级结构表面，然后进行轧制，下压变形量20％～50％，一部分金属锂嵌入碳材料中，一部分金属锂填充到三维结构的空隙中，获得第一道复合金属锂负极，将上述复合金属锂负极进行剪裁、叠合，轧制，反复3～20次，获得微观组织均匀的复合金属锂负极。

8.根据权利要求7所述的复合金属锂负极的制备方法，其特征在于：所述复合金属锂负极的制备方法为：采用电沉积锂将金属锂嵌入碳材料填充的二级网络结构或采用蒸发镀锂将金属锂嵌入碳材料填充的二级网络结构。