[发明专利]一种无枝晶高循环寿命钾金属电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种无枝晶高循环寿命钾金属电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将生物碳前驱体放入膨化机内膨化，再浸入金属氧化物前驱体水溶液浸泡，保护气体保护下高温碳化造孔，获得金属氧化物复合多孔碳材料；

2)在保护气体保护下，采用金属氧化物复合多孔碳材料制作阳极，钾金属作为阴极并浸润到钾离子电解液中，在两极负载电流，获得无枝晶高循环寿命钾金属电极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的生物碳前驱体为大米、小米、玉米、粳米、黑米、薏米中的一种或两种以上。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的膨化的条件为0.5～5Mpa大气压下200～500℃膨化3～15min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的金属氧化物前驱体水溶液中的阳离子为镍离子、钴离子、铁离子、锰离子、锌离子中的一种或两种以上；

所述的金属氧化物前驱体水溶液中的阴离子为氯离子、醋酸根离子、硫酸根离子中的一种或两种以上；

所述的金属氧化物前驱体水溶液中金属氧化物前驱体摩尔浓度为0.1～5mol/L。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的浸泡时间为5～20h；

所述的高温碳化的条件为：800～1600℃保持1～5小时。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，采用金属氧化物复合多孔碳材料制作阳极，具体包括：

将金属氧化物复合多孔碳材料制成粉体，将粉体与导电炭黑、聚偏氟乙烯以8:0.5～2:0.5～2的质量比，混合，滴加N-甲基吡咯烷酮后搅拌成浆料，涂在铜片上，烘干获得复合极片，作为阳极。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的钾离子电解液为含有KPF₆、KClO₄或者KTFSI的电解液，所述的钾离子电解液中钾离子的浓度为0.5～2mol/L。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，电流大小为0.1～1mA/cm²；

沉积的时间为1～100h。

9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法制备的无枝晶高循环寿命钾金属电极。

10.根据权利要求9所述的无枝晶高循环寿命钾金属电极作为钾金属电池负极的应用。