[发明专利]一种复合锂金属负极、其制备方法及锂金属电池

权利要求书

1.一种复合锂金属负极的制备方法，其特征在于，包括：

采用酸性溶液对层状硅酸盐黏土矿物材料进行预处理；

在经过预处理的层状硅酸盐黏土矿物材料上原位生长金属有机框架，获得层状硅酸盐黏土矿物复合材料；

将所述层状硅酸盐黏土矿物复合材料覆盖于集流体表面，获得复合材料膜；

将所述复合材料膜与锂金属复合，获得复合锂金属负极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述层状硅酸盐黏土矿物材料包括蒙脱石、高岭石、埃洛石、绿脱石、伊利石以及绿泥石中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述酸性溶液包括盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、草酸溶液以及醋酸溶液中的任意一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：

将经过预处理的层状硅酸盐黏土矿物材料与金属离子化合物在有机溶剂中均匀混合，获得第一混合物；

向所述第一混合物中加入有机配体并充分混合，从而获得第二混合物；

从所述第二混合物中分离出固形物，获得所述层状硅酸盐黏土矿物复合材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述金属离子化合物包括硝酸锌、硝酸铜、醋酸锌、硝酸钴、氧化锌、乙酸铜、硝酸镍、钛酸丁酯、硫酸锰、醋酸锰、醋酸钴、醋酸镍以及氯化铁中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、正丁醇、环丙甲醇、2-苯乙醇、4-苯基-1-丁醇、全氟丁醇、3-甲氧基丁醇中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述有机配体包括均苯二甲酸、均苯三甲酸、1，2-二甲基咪唑、2，4-二甲基咪唑、氯化1，3-二甲基咪唑、2，6-萘二甲酸、4，9-二羧酸-1，2，6，9-四氢芘、四甲基对苯二甲酸、2，5-二(1H-咪唑-1-基)对苯二甲酸、2-羟基对苯二甲酸、2-硝基咪唑中的任意一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，具体包括：

将经过预处理的层状硅酸盐黏土矿物材料与金属离子化合物加入有机溶剂后，以500-700rpm/min的转速搅拌20-30h，获得所述第一混合物；

向所述第一混合物中加入有机配体后，以700-900rpm/min的转速搅拌0.3-1h，之后静置20-30h，获得所述第二混合物；

采用离心分离方式从所述第二混合物中分离出固形物，其中采用的离心转速为4000-6000rpm/min，离心时间为5-20min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：

将所述层状硅酸盐黏土矿物复合材料与粘接剂、稀释剂均匀混合后获得复合浆料；

将所述复合浆料涂覆于集流体表面，形成所述复合材料膜。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述粘接剂包括聚偏氟乙烯，所述层状硅酸盐黏土矿物复合材料与聚偏氟乙烯的质量比为80-100:10。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合材料膜与锂金属的复合方式包括物理压延金属锂、熔融金属锂、电化学沉积金属锂中的任意一种或两种以上的组合。

9.由权利要求1-8中任一项所述的方法制备的复合锂金属负极。

10.一种锂金属电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于，所述负极采用权利要求9所述的复合锂金属负极。