[发明专利]一种减缓锂盐消耗的复合金属锂负极及其制备方法

权利要求书

1.一种减少锂盐消耗的复合金属锂负极，包括金属锂和骨架材料，其特征在于，所述骨架材料的孔结构内填充凝胶电解质，凝胶电解质为固定有锂盐的凝胶聚合物；随着电池循环反应的进行，凝胶聚合物能控制锂盐从中逐渐释放出来，补充电解液中锂盐的消耗。

2.根据权利要求1所述的一种减少锂盐消耗的复合金属锂负极，其特征在于，所述凝胶电解质充满或不充满骨架材料的孔结构。

3.根据权利要求1所述的一种减少锂盐消耗的复合金属锂负极，其特征在于，所述骨架材料包括铜网、泡沫铜、镍网、泡沫镍、碳纤维、二氧化硅纤维、静电纺丝有机高分子纤维或有机高分子材料碳化后的碳骨架中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的一种减少锂盐消耗的复合金属锂负极，其特征在于，所述有机高分子材料为蔗糖、棉花、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯、酚醛树脂、环氧树脂或聚氨酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种减少锂盐消耗的复合金属锂负极，其特征在于，所述凝胶聚合物包括聚乙二醇、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚环氧丙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯或聚氨酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种减少锂盐消耗的复合金属锂负极，其特征在于，所述锂盐包括高氯酸锂LiClO₄、四氟硼酸锂LiBF₄、六氟砷酸锂LiAsF₆、六氟磷酸锂LiPF₆、双草酸硼酸锂LiBOB、二氟草酸硼酸锂LiDFOB、双二氟磺酰亚胺锂LiFSI或双三氟甲基磺酰亚胺锂LiTFSI中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种减少锂盐消耗的复合金属锂负极，其特征在于，所述金属锂采用厚度为5-1000μm的锂带或锂片。

8.权利要求1-7任一项所述一种减少锂盐消耗的复合金属锂负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将锂盐溶于溶剂后，与凝胶聚合物的单体混合配制成浆料，涂覆或喷淋在骨架材料上，通过光聚合或者热聚合的方式获得固定有锂盐的骨架材料；

2)将金属锂和步骤1)所得处理后骨架材料叠放，并进行加压处理，使金属锂也填充于骨架材料中，即得到复合金属锂负极。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中溶剂包括有机溶剂或水，所述有机溶剂为氟代碳酸乙烯酯，碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯或乙腈中的一种或几种。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中加压处理的方式包括辊对辊压、压片机带模具加压或冲压；压力为0.1-100MPa。