[发明专利]超薄金属锂电极及其制备以及作为一次锂电池负极的用途

权利要求书

1.一种超薄金属锂电极，其特征在于，包括金属锂层和集流体层，所述金属锂层覆载在所述集流体层的表面，所述金属锂层的厚度介于1μm至100μm之间，所述金属锂层包括金属锂和添加成分，所述添加成分包括：表面含有卤族元素官能团的石墨烯或MXenes材料。

2.如权利要求1所述的超薄金属锂电极，其特征在于，所述金属锂层的成分还包括能够与金属锂形成锂合金的合金元素Mg、Al、In、Zn、Ag、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Rh、Ir、Pd、Pt、Au、Cd、Hg、Ga、Tl、Ge、Pb、As、Sb、Bi、B、S、Se或Te中的一种或多种，所述合金元素具有降低液态金属锂的表面张力的作用。

3.如权利要求1或2所述的超薄金属锂电极，其特征在于，所述MXenes材料包括过渡金属氮化物、过渡金属碳化物、过渡金属碳氮化合物的一种或多种；所述卤族元素官能团包括-F、-Cl、-Br或-I中的一种或多种。

4.如权利要求1或2所述的超薄金属锂电极，其特征在于，所述添加成分的质量含量介于0.01wt.%至50wt.%之间。

5.如权利要求4所述的超薄金属锂电极，其特征在于，所述集流体层的材料包括铜、不锈钢或镍中的一种。

6.一种超薄金属锂电极的制备方法，其特征在于，包括步骤：

加热步骤：在惰性气体的环境下，将金属锂或锂合金和添加成分的混合物加热至金属锂或锂合金熔融至液态，得到混合锂浆；

覆载步骤：将所述混合锂浆覆载于集流体层上，形成薄膜层，所述薄膜层冷却固化成为厚度介于1μm至100μm的固态的金属锂层，得到超薄金属锂电极；

所述添加成分包括：表面含有卤族元素官能团的石墨烯或MXenes材料；

所述锂合金中的合金元素包括Mg、Al、In、Zn、Ag、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Rh、Ir、Pd、Pt、Au、Cd、Hg、Ga、Tl、Ge、Pb、As、Sb、Bi、B、S、Se或Te中的一种或多种。

7.如权利要求6所述的超薄金属锂电极的制备方法，其特征在于，所述MXenes包括过渡金属氮化物、过渡金属碳化物、过渡金属碳氮化合物中的一种或多种；所述卤族元素官能团包括-F、-Cl、-Br或-I中的一种或多种。

8.如权利要求6或7所述的超薄金属锂电极的制备方法，其特征在于，所述添加成分的质量含量介于0.01wt.%至50wt.%之间。

9.一种一次锂电池，包括正极和负极，所述正极与所述负极由隔膜间隔开，其特征在于，包含如权利要求1至4中任一项所述的超薄金属锂电极作为负极。

10.如权利要求9所述的一次锂电池，其特征在于，所述正极包括正极材料和正极集流体，所述正极材料涂覆于所述正极集流体上，所述正极材料为二氧化锰、硫化铜、氟化碳、二氧化硫、碘或亚硫酰氯中的一种。