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申请/专利权人：中国电子科技集团公司第十八研究所

摘要：本发明公开了一种长寿命锂金属负极及其制备方法，属于锂电池技术领域，本发明创造性地将具有不同功能的纤维丝编织复合，进一步将复合纤维丝编织成网状集流体骨架，赋予锂金属负极用复合集流体多功能，复合集流体骨架包含铜基纤维丝、碳基纤维丝和聚合物基纤维丝，铜基纤维丝表面具有亲锂性，降低了锂沉积过程的成核过电位，碳基纤维丝表面具有氮化锂材料，可以降低锂离子的脱溶剂化能力，提高镀锂效率，而聚合物纤维丝缓解体积膨胀和应力累积，复合纤维丝编织而成的集流体从多功能的角度实现锂金属负极的循环稳定性。

主权项：1.一种长寿命锂金属负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1碳基纤维丝制备在手套箱中，使锂金属加热至熔融态，取单束碳纤维丝浸入到熔融态金属锂中，蘸取熔融态金属锂，使液态锂金属均匀包裹在单束碳纤维丝表面，将碳纤维丝接入超声波发生器，进行超声处理，去除表面多余的锂金属，控制锂层厚度为5～20μm，在含氮气的惰性氛围下，加热将表面锂金属转化为氮化锂；2铜基纤维丝制备将铜丝浸入到含有铜盐的酸溶液中，取出后采用有机溶剂清洗，去除表面残余溶液，在空气氛围下煅烧，获得表面具有亲锂性氧化铜的铜基纤维丝；3聚合物基纤维丝制备3-1将聚合物单体1号和聚合物单体2号以10～80:10～80的质量比共混，加入到反应溶剂1号中，以300～1500rmin的转速搅拌30～90min后，以500～2000rmin的转速搅拌的同时以100～2000W紫外光照射5～60min，自然挥发溶剂，置于30～90℃真空条件烘干5～24h，获得白色粉末；3-2将白色粉末和聚合物单体3号以10～80:10～80的质量比共混，加入到反应溶剂2号中，以300～1500rmin的转速搅拌30～90min，获得均匀的聚合物溶液，随后将其置于静电纺丝设备中，喷出成型，形成聚合物基纤维丝；所述聚合物单体1号、聚合物单体2号和聚合物单体3号分别是甲基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-异氰基乙酯、季戊四醇四丙烯酸酯、四3-巯基丙酸季戊四醇酯、丙烯腈、聚乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种，且聚合物单体1号、聚合物单体2号和聚合物单体3号并不相同；所述反应溶剂1号和反应溶剂2号分别是四氢呋喃、NMP、丙酮、异丙醇、乙醇中的一种，且反应溶剂1号和反应溶剂2号不相同；4复合纤维丝制备及多功能基底制备将上述获得的碳基纤维丝、铜基纤维丝和聚合物基纤维丝编织成单根复合纤维丝，复合丝编织成三维的网状集流体，用于锂金属负极的复合集流体骨架；5复合锂金属负极制备将获得的复合集流体骨架和5～20μm的锂带贴合，随后置于油压机上，以1～50MPa的压力持续1～8h，使锂带渗入集流体，成为复合锂金属负极；或采用蒸镀的方法，将锂金属置于300～400℃下的蒸镀机中，随后将复合集流体骨架置于蒸镀机中，持续0.5～6h，获得表面具有锂金属的复合集流体，置于滚压机上，调节伺服参数10～100μm，以10～100mmmin速度滚压，获得复合锂金属负极。

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