[发明专利]一种二次电池用三维多孔金属锂负极及其制备和应用

权利要求书

1.一种二次电池用三维多孔金属锂负极，其特征在于，包括多孔导电集流体、复合在多孔导电集流体表面的人造SEI膜构成的多孔导电集流体骨架，以及负载在多孔导电集流体骨架上的金属锂。

2.如权利要求1所述的一种二次电池用三维多孔金属锂负极，其特征在于，所述的多孔导电集流体的材料为多孔钛、铬、铜、镍、铁、钴、锰中的至少一种；优选为多孔镍或多孔铜；

优选地，所述的多孔导电集流体的厚度为5-900μm；进一步优选为30-300μm；

优选地，所述的多孔导电集流体的孔隙率为20-99％；进一步优选为30-80％；

优选地，所述的多孔导电集流体的孔间距为0.5-400μm；进一步优选为5-300μm。

3.如权利要求1所述的二次电池用三维多孔金属锂负极，其特征在于，复合在多孔导电集流体表面的人造SEI膜由固体电解质纳米颗粒和胶粘剂组成；

优选地，人造SEI膜涂层厚度为10-300μm；进一步优选为10-100μm；

优选地，固体电解质纳米颗粒大小为50-1200nm；进一步优选为100-800nm；更进一步优选为200-400nm。

4.如权利要求3所述的二次电池用三维多孔金属锂负极，其特征在于，所述的固体电解质为钙钛矿结构，石榴石结构，NASICON结构，优选：磷酸锗铝锂、锂镧锆氧、磷酸钛铝锂中的至少一种。

5.如权利要求3所述的二次电池用三维多孔金属锂负极，其特征在于，所述的胶粘剂为聚氧乙烯、聚丙烯睛、聚偏四氟乙烯、聚偏氟氯乙烯、聚烯烃类、聚乙烯醇、氟化橡胶、聚氨酯、羧甲基纤维素钠中的至少一种。

6.如权利要求5所述的二次电池用三维多孔金属锂负极，其特征在于，所述的胶粘剂的含量为5-95％；作为优选10-80％。

7.权利要求1-6任一项所述的二次电池用三维多孔金属锂负极的制备方法，其特征在于，将固体电解质与粘结剂按一定比例混合得到涂料，通过喷涂、刮涂或转移涂布方式均匀涂布于多孔导电集流体并烘干，随后以此作为工作电极，金属锂片作为对电极通过电沉积的方法负载金属锂，或者将烘干的多孔导电集流体与熔融金属锂混合负载金属锂，得到二次电池用三维多孔金属锂负极。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，二次电池用三维多孔金属锂负极中金属锂含量范围10-90wt.％；优选25-80wt.％。

9.一种权利要求1-6任一项所述的二次电池用三维多孔金属锂负极，或权利要求7-8任一项的制备方法制得的二次电池用三维多孔金属锂负极的应用，其特征在于：将其制备锂金属电池；

优选地，所述的锂金属电池为锂硫电池、锂碘电池、锂硒电池、锂碲电池、锂氧气电池或锂二氧化碳电池。

10.金属锂电池，其特征在于，是由权利要求1-6任一项所述的二次电池用三维多孔金属锂负极，或权利要求7-8任一项方法制得的二次电池用三维多孔金属锂负极制备而成。