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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110635109A(43)申请公布日2019.12.31(21)申请号201910689759.8H01M4/74(2006.01)(22)申请日2019.07.29H01M4/78(2006.01)B33Y10/00(2015.01)(71)申请人北京航空航天大学B33Y80/00(2015.01)地址100083北京市海淀区学院路37号(72)发明人杨树斌沈锴(74)专利代理机构北京汇泽知识产权代理有限公司11228代理人张秋越(51)Int.Cl.H01M4/134(2010.01)H01M4/1395(2010.01)H01M4/04(2006.01)H01M4/38(2006.01)H01M4/62(2006.01)H01M4/66(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图18页(54)发明名称3D打印技术制备的锂金属电极及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种3D打印技术制备的锂金属电极及其制备方法,其中该锂金属电极包括打印骨架,所述打印骨架为具有规则图案的网络结构,包括:网格结构、阵列结构、蜂巢结构、同心圆结构或螺旋结构;金属锂,所述金属锂沉积在所述打印骨架表面,和/或,填充在所述打印骨架的空隙中。本发明还包括一种适用于该3D打印技术制备锂金属电极的方法的打印浆料。本发明3D打印技术制备锂金属电极的方法,将3D打印技术应用于锂金属电池的制备,解决了难以工业化制造的微观结构材料的制备的难题,制备得到的锂金属电极表现出优异的循环性能、良好的倍率性能、优异的深充深放性能和高的库伦效率,经多次充放电后表面平整,没有明显的枝晶形成。CN110635109ACN110635109A权利要求书1/1页1.一种3D打印技术制备的锂金属电极,其特征在于,包括:打印骨架,所述打印骨架为具有规则图案的网络结构,包括:网格结构、阵列结构、蜂巢结构、同心圆结构或螺旋结构;金属锂,所述金属锂沉积在所述打印骨架表面,和/或,填充在所述打印骨架的空隙中。2.如权利要求1所述的3D打印技术制备的锂金属电极,其特征在于,组成所述打印骨架的线条的宽度为50微米至300微米;组成所述打印骨架的线条间的至少一间隙的宽度为70微米至300微米。3.如权利要求1所述的3D打印技术制备的锂金属电极,其特征在于,所述锂金属电极的面容量在2mAh·cm-2至20mAh·cm-2之间。4.如权利要求1所述的3D打印技术制备的锂金属电极,其特征在于,所述打印骨架为导电材料,包括:金属、金属氧化物、碳材料、过渡金属碳化物、过渡金属氮化物或过渡金属碳氮化物中的一种或多种。5.一种打印浆料,其特征在于,其成分包括打印组分和水;所述打印组分为导电材料,包括:金属、金属氧化物、碳材料、过渡金属碳化物、过渡金属氮化物或过渡金属碳氮化物中的一种或多种。6.如权利要求5所述的打印浆料,其特征在于,所述打印组分为具有二维片层结构的导电材料。7.如权利要求5所述的打印浆料,其特征在于,所述打印组分的质量浓度为80mg/ml至300mg/ml。8.如权利要求5所述的打印浆料,其特征在于,所述打印浆料具有剪切变稀的性质,当切边速率为1s-1时,该打印浆料的表观粘度为100Pa·s至300Pa·s。9.一种3D打印技术制备锂金属电极的方法,其特征在于,包括如下步骤:将如权利要求5至8中任一项所述的打印浆料置于挤出式3D打印设备中,构筑出具有规则图案的网络结构,包括:网格结构、阵列结构、蜂巢结构或螺旋结构;将所述网络结构通过冷冻干燥方法除去其中的水分,得到保持所述网络结构的所述打印骨架;将金属锂通过电沉积或高温熔融渗透的方法与所述打印骨架进行复合,得到所述锂金属电极;或将金属材料置于激光烧结式3D打印设备中,构筑出具有规则图案的网络结构,包括:网格结构、阵列结构、蜂巢结构或螺旋结构,其中,所述金属材料,包括:铜、铝、金、银、钼、铁、锌、锡、锗或该些金属的合金中的一种或多种;将金属锂通过电沉积或高温熔融渗透的方法与所述打印骨架进行复合,得到所述锂金属电极。10.一种锂金属电池,包括:锂-三元材料电池、锂-钴酸锂电池、锂-磷酸铁锂电池、锂-钛酸锂电池、锂-锰酸锂电池、锂-硫电池、锂-空电池或锂-二氧化碳电池,其特征在于,所述锂金属电池包含如权利要求1至4中任一项所述的3D打印技术制备的锂金属电极。2CN110635109A说明书1/9页3D打印技术制备的锂金属电极及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及二次电池领域,特别地涉及一种3D打印技术制备的锂金属电极及其制备方法。背景技术[0002]金属锂具有最高的比容量(3860mAh/g)和最低的电化学势(-3.04V),被认为是最有潜力的负极材料之一,早在20世纪七八