[发明专利]作为电极的垂直对齐的碳纳米管阵列

权利要求书

1.一种锂金属电池，其包括：

阴极；

与阴极接触的电解质；

与阴极相对的与电解质接触的阳极，所述阳极包括碳纳米管；和

在碳纳米管上和碳纳米管之间的金属锂涂层；

其中所述金属锂涂层没有树突和苔状聚集体；和

其中金属锂离子化以可逆地移动通过阳极和阴极之间的电解质。

2.如权利要求1所述的锂金属电池，其特征在于，所述碳纳米管是对齐的。

3.如权利要求1所述的锂金属电池，其特征在于，所述阳极还包括与所述碳纳米管电和物理连接的基材。

4.如权利要求3所述的锂金属电池，其特征在于，所述阳极还包括设置在所述基材与所述碳纳米管之间的石墨烯层。

5.如权利要求3所述的锂金属电池，其还包括碳纳米管和基材之间的接触，其中所述接触基本上由欧姆接触构成。

6.如权利要求1所述的锂金属电池，其特征在于，碳纳米管和金属锂涂层具有的锂含量为每克金属锂和碳成分大于339mAh。

7.如权利要求6所述的锂金属电池，其特征在于，碳纳米管和金属锂涂层具有的锂含量为每克金属锂和碳成分大于1857mAh。

8.如权利要求1所述的锂金属电池，其特征在于，所述阴极包含硫。

9.如权利要求1所述的锂金属电池，其特征在于，所述电解质包含浓锂盐。

10.如权利要求12所述的锂金属电池，其特征在于，所述电解质的锂浓度为至少4摩尔/升。

11.如权利要求1所述的锂金属电池，其特征在于，所述阳极的比容量为大于1000mAh/g。

12.如权利要求1所述的锂金属电池，其特征在于，金属锂在碳纳米管上和碳纳米管之间形成保形涂层。

13.一种方法，其包括：

为基材提供从基材延伸的碳纳米管；和

在碳纳米管上和碳纳米管之间沉积金属锂，沉积的金属锂没有树突和苔状聚集体。

14.如权利要求13所述的方法，其还包括：

将具有碳纳米管的基材作为与阴极相对的阳极结合到电池中；和

使金属锂在阳极和阴极之间可逆地移动。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述可逆地移动包括沉积没有苔状聚集体的金属锂。

16.如权利要求14所述的方法，其还包括通过具有高锂浓度的电解质将所述阳极和所述阴极隔开。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述高锂浓度为至少4M。

18.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述基材还包括石墨烯层，其中所述碳纳米管从所述石墨烯层延伸。

19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管是对齐的。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管相对于所述基材是垂直对齐的。