[发明专利]碱金属负极的保护方法及其制得的负极和应用

权利要求书

1.一种碱金属负极的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：导热碳膜的制备：

将聚合物裂解，获得聚合物碳材料，将聚合物碳材料和石墨烯混合、压制成膜，制得所述的导热碳膜；其中，聚合物裂解的条件为500~1200℃；压制成膜过程的压力范围为6~10MPa、辊压速度为0.5~1m/min；导热碳膜的石墨烯的重量含量为5%~30%，孔隙率为0.1%~10%；石墨烯为带有褶皱状的片层结构；

步骤(2)：

将制得的导热碳膜叠放在碱金属负极的表面且覆盖整个碱金属负极的表面，获得保护处理的碱金属负极；

所述的碱金属为金属锂、金属钠、金属钾中的至少一种。

2.如权利要求1所述的碱金属负极的保护方法，其特征在于，所述的聚合物包括聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚砜酰胺、中间相沥青、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、环氧树脂、硅橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、酚醛树脂中的至少一种。

3.如权利要求1所述的碱金属负极的保护方法，其特征在于，所述的聚合物为聚酰亚胺。

4.如权利要求1所述的碱金属负极的保护方法，其特征在于，聚合物裂解的条件为800~1000℃。

5.如权利要求1所述的碱金属负极的保护方法，其特征在于，石墨烯的重量含量为20%~25%。

6.如权利要求1所述的碱金属负极的保护方法，其特征在于，石墨烯的重量含量为5%~7%。

7.如权利要求1所述的碱金属负极的保护方法，其特征在于，压制成膜过程的压力范围为6~8MPa，辊压速度为0.5~0.8m/min，温度为350~450℃。

8.如权利要求1~7任一项所述的碱金属负极的保护方法，其特征在于，将获得的导热碳膜预先经改性处理，随后再进行步骤(2)；

所述的改性为酸处理、热处理、等离子体刻蚀中的至少一种。

9.如权利要求8所述的碱金属负极的保护方法，其特征在于，所述酸处理是以浓硫酸和浓硝酸的混合酸进行处理。

10.如权利要求8所述的碱金属负极的保护方法，其特征在于，所述热处理方法是在400~900℃的温度和气氛下进行处理；所述的气氛为氧气、氮气或者氨气中的至少一种。

11.如权利要求8所述的碱金属负极的保护方法，其特征在于，所述等离子体刻蚀方法是通过氧气、氮气、氨气等离子体进行刻蚀。

12.一种权利要求1~11任一项保护方法制得的保护处理的碱金属负极。

13.如权利要求12所述的保护处理的碱金属负极的应用，其特征在于，用于碱金属电池的负极。

14.一种碱金属电池，其特征在于，其碱金属负极和隔膜之间设置有权利要求1~11任一项所述的导热碳膜。

15.如权利要求14所述的碱金属电池，其特征在于，该碱金属电池中，包含权利要求1~11任一项保护方法制得的保护处理的碱金属负极。