金屬鋰二次電池及其負(fù)極和多孔銅集流體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋰二次電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可抑制鋰枝晶產(chǎn)生的金屬鋰二次電池多孔銅集流體，該多孔銅集流體具有連通的孔道結(jié)構(gòu)，孔徑范圍在0.1?2μm。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，這種三維孔結(jié)構(gòu)通過增加電極的比表面積可降低電極有效電流密度，從而抑制鋰枝晶產(chǎn)生，穩(wěn)定SEI膜。并且其三維孔結(jié)構(gòu)可容納沉積的鋰金屬，從而減緩鋰金屬負(fù)極在充放電循環(huán)過程中的體積變化。因此，將該三維多孔銅集流體應(yīng)用于金屬鋰二次電池負(fù)極中時(shí)可有效提高電池在循環(huán)過程中的庫倫效率、循環(huán)穩(wěn)定性和安全性。
【專利說明】
金屬鋰二次電池及其負(fù)極和多孔銅集流體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于鋰二次電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可抑制鋰枝晶產(chǎn)生的金屬鋰二次 電池及其負(fù)極和多孔銅集流體。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來可移動(dòng)電子設(shè)備和電動(dòng)汽車的快速發(fā)展使得提高鋰二次電池的能量密度 顯得迫在眉睫。金屬鋰的密度低（〇.53g/cm 3)、標(biāo)準(zhǔn)電極電位低（-3.04V)、理論比容量高 (3860mAh g<)，這些特點(diǎn)使其作為鋰二次電池負(fù)極使用時(shí)可顯著提高電池的能量密度。但 是，在充放電過程中鋰金屬的不均勻沉積會(huì)導(dǎo)致大量鋰枝晶的產(chǎn)生，這些枝晶會(huì)刺穿電池 隔膜，造成電池短路，并產(chǎn)生大量的熱，引發(fā)著火甚至爆炸等事故。此外，鋰枝晶的生長也使 得電極表面難以形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面(SEI)膜，從而導(dǎo)致大量鋰被消耗，造成循環(huán)過 程中庫倫效率低、容量衰減快。
[0003] 近期，三維多孔石墨烯等三維導(dǎo)電框架結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于鋰金屬負(fù)極中，以通過增加 電極比表面積來降低電極的有效電流密度，從而抑制鋰枝晶的產(chǎn)生。但是，這些三維導(dǎo)電框 架結(jié)構(gòu)往往需要通過額外的步驟添加到集流體上，從而增大了電池內(nèi)阻和極化。并且，這些 導(dǎo)電框架復(fù)雜和耗時(shí)的制備過程使其制備成本較高，難以進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。
[0004] 銅集流體是鋰二次電池負(fù)極最常用的集流體。有鑒于此，確有必要提供一種可抑 制鋰枝晶產(chǎn)生的鋰二次電池及其負(fù)極和多孔銅集流體，該多孔銅集流體可用于負(fù)載金屬鋰 負(fù)極，并抑制鋰枝晶的生長，而且其制備步驟簡單，成本低，與現(xiàn)有集流體應(yīng)用工藝契合性 強(qiáng)，因此容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種可抑制鋰枝晶產(chǎn)生的 金屬鋰二次電池多孔銅集流體，該多孔銅集流體可用于負(fù)載金屬鋰負(fù)極，并抑制鋰枝晶的 生長，而且其制備步驟簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] 一種金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體，所述集流體具有三維連通的多孔結(jié) 構(gòu)，并且孔徑范圍為0.1-20μηι。
[0008] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：本發(fā)明的多孔銅集流體的三維孔結(jié)構(gòu)通 過增加電極的比表面積可降低電極有效電流密度，從而抑制鋰枝晶產(chǎn)生，穩(wěn)定SEI膜。并且 其三維孔結(jié)構(gòu)可容納沉積的鋰金屬，從而減緩鋰金屬負(fù)極在充放電循環(huán)過程中的體積變 化。因此，將該三維多孔銅集流體應(yīng)用于金屬鋰二次電池負(fù)極中時(shí)可有效提高電池在循環(huán) 過程中的庫倫效率、循環(huán)穩(wěn)定性和安全性。此外，該多孔銅集流體的孔結(jié)構(gòu)對(duì)其能否有效抑 制鋰枝晶的生長至關(guān)重要。若孔徑過小，則其如普通二維集流體一樣難以有足夠的空間容 納鋰沉積;而若孔徑過大，則集流體難以為金屬鋰提供有效的電接觸，造成循環(huán)過程中大量 "死鋰"產(chǎn)生，并且其過大的孔結(jié)構(gòu)也難以為鋰枝晶生長提供有效的空間限制。
[0009]作為本發(fā)明金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體的一種改進(jìn)，所述多孔銅集流體 是通過化學(xué)去合金化法、電化學(xué)去合金化法、電化學(xué)沉積法或金屬燒結(jié)法制備得到的。其 中，化學(xué)去合金化法制備過程簡單，成本低，可進(jìn)行大規(guī)模制備。而盡管電化學(xué)去合金化法 和電化學(xué)沉積法可對(duì)刻蝕過程進(jìn)行精確調(diào)控，但其難以進(jìn)行大規(guī)模制備。而金屬燒結(jié)法由 于需要高溫?zé)崽幚?，因此成本較高。
[0010]其中，優(yōu)選為化學(xué)去合金化法，多孔銅集流體的孔結(jié)構(gòu)可通過調(diào)整原始Cu-X合金 帶中X的比例或調(diào)整去合金化時(shí)間進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，而且反應(yīng)條件溫和，成本低，便于實(shí)現(xiàn)。
[0011] 作為本發(fā)明金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體的一種改進(jìn)，所述化學(xué)去合金化 法是以二元或多元Cu-X合金帶為原材料，使用刻蝕液將X元素組分從Cu-X合金帶中脫除，一 步得到具有三維連通孔道結(jié)構(gòu)的銅集流體，其中，X元素為211、1%^1、附和此中的至少一種。
[0012] 作為本發(fā)明金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體的一種改進(jìn)，所述Cu-X合金帶中 Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在30%_70%之間，以形成不同的孔隙率;此外，考慮到鋰離子電池的單 面電極厚度通常在100μπι以內(nèi)，因此將合金帶厚度控制在10~80μπι之間。
[0013] 作為本發(fā)明金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體的一種改進(jìn)，其制備過程包括如 下步驟:首先在40 °C~90 °C條件下使用刻蝕液將二元或多元Cu-X合金帶刻蝕2h~24h;之后 將刻蝕后的合金帶取出，用除氧去離子水清洗4~5次，再用除氧無水乙醇清洗一次，所用去 離子水和無水乙醇進(jìn)行除氧處理的目的在于防止其中溶解的氧將具有較大比表面積的多 孔銅氧化;最后將清洗干凈的多孔銅集流體置于50°C~80°C的真空烘箱中烘干待用。
[0014] 作為本發(fā)明金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體的一種改進(jìn)，所用刻蝕液為A、B 兩種組分的混合溶液;組分A起主要刻蝕作用，為稀鹽酸、稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液中的一 種，濃度范圍為〇.5mol/L~3mol/L，濃度過低將使刻蝕速率過慢，而濃度過高則使反應(yīng)速率 過快，難以進(jìn)行有效控制;組分B作為添加劑起調(diào)節(jié)刻蝕速率、改善刻蝕表面粗糙度等作用， 為稀硝酸、磷酸、過氧化氫、氯化銨溶液、硫酸鈉溶液、硫代硫酸鈉溶液、硫化鈉、硝酸鈉溶液 中的至少一種，濃度范圍為0~6mol/L。
[0015] 作為本發(fā)明金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體的一種改進(jìn)，刻蝕過程采用以下 方法:浸漬法、噴淋法、濺射法或鼓泡法中的一種。其中，浸漬法方便簡單，但不適合于大批 量生產(chǎn);而噴淋法刻蝕效率較高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，適合于有一定批量的生產(chǎn)。
[0016] 作為本發(fā)明金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體的一種改進(jìn)，所得多孔銅集流體 的孔徑在0.?Μ-20μπι之間。其孔結(jié)構(gòu)既可通過調(diào)整Cu-X合金帶中X組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行調(diào) 控，也可通過調(diào)整刻蝕時(shí)間進(jìn)行調(diào)控。
[0017] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種金屬鋰二次電池負(fù)極，包括本發(fā)明所述的多孔銅集流體 和負(fù)載于所述多孔銅集流體的表面及其孔內(nèi)的金屬鋰顆粒。
[0018] 此外，本發(fā)明還提供了一種金屬鋰二次電池，其使用的負(fù)極為本發(fā)明所述的負(fù)極。
[0019] 本發(fā)明的多孔銅集流體在金屬鋰二次電池中抑制鋰枝晶生長的用途也屬于本發(fā) 明的保護(hù)范圍。
【附圖說明】
[0020] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1的多孔銅集流體的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。
[0022]其中:a為多孔銅集流體的橫截面照片；
[0023] b為多孔銅集流體的上表面照片。
[0024]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1的多孔銅集流體上負(fù)載的鋰負(fù)極在循環(huán)20圈后的SEM照 片。
[0025]其中：a為所述負(fù)極的橫截面照片；
[0026] b為所述負(fù)極的上表面照片。
[0027]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1的多孔銅集流體上負(fù)載的鋰負(fù)極在循環(huán)100圈后的SEM照 片。
[0028]其中：a為所述負(fù)極的橫截面照片；
[0029] b為所述負(fù)極的上表面照片。
[0030] 圖4為實(shí)施例1中多孔銅集流體、對(duì)比例1中普通銅箱集流體和對(duì)比例2中商用泡沫 銅集流體上負(fù)載的鋰負(fù)極在循環(huán)過程中的庫倫效率對(duì)比。
[0031] 圖5為本發(fā)明的對(duì)比例1的普通銅箱上負(fù)載的鋰負(fù)極在循環(huán)20圈后的SEM照片。 [0032]其中：a為所述負(fù)極的橫截面照片；
[0033] b為所述負(fù)極的上表面照片。
[0034]圖6為本發(fā)明的對(duì)比例1的普通銅箱上負(fù)載的鋰負(fù)極在循環(huán)100圈后的SEM照片。 [0035]其中：a為所述負(fù)極的橫截面照片；
[0036] b為所述負(fù)極的上表面照片。
【具體實(shí)施方式】 [0037] 實(shí)施例1
[0038]本實(shí)施例提供了一種金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體，該集流體具有三維連 通的多孔結(jié)構(gòu)，并且孔徑范圍為0.1_20μπι。
[0039] (1)本實(shí)施例中，制備多孔銅集流體的方法為化學(xué)去合金化法，其是通過將二元 Cu-Zn合金帶進(jìn)行化學(xué)去合金化得到。所用Cu-Zn合金為Η62黃銅，銅含量60.5~63.5%。合 金帶厚度為2〇μηι。
[0040] 首先用無水乙醇將Cu-Zn合金帶表面的污染物清洗干凈。然后采用浸漬法在70°C 水浴條件下將合金帶浸泡在lmol/L稀鹽酸和5mol/L氯化銨溶液的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)去 合金化法反應(yīng)12h。之后將樣品取出，用脫氧去離子水對(duì)去合金化后的樣品清洗四次，然后 用脫氧無水乙醇清洗一次。清洗結(jié)束后，將樣品放入60°C真空烘箱中干燥6h，然后用沖片機(jī) 將多孔銅沖成直徑14mm的圓片，以作為鋰金屬電池三維多孔集流體使用。
[0041]從圖1所示的SEM照片可見多孔銅集流體的內(nèi)部存在三維連通的孔結(jié)構(gòu)，其孔徑在 0.2-2μηι范圍內(nèi)。
[0042] (2)使用多孔銅集流體的金屬鋰負(fù)極的制備：
[0043] 以上述制備的多孔銅集流體為陰極，鋰片為陽極，在多孔銅集流體上電沉積 ImAh · cm-2的金屬鋰。
[0044] (3)金屬鋰二次電池的組裝：
[0045]將上述制備的使用多孔銅集流體的金屬鋰負(fù)極與任意合適的正極、電解液組裝金 屬鋰二次電池。
[0046]在本實(shí)施例中，仍以鋰片為對(duì)電極組裝金屬鋰半電池。
[0047] (4)金屬鋰二次電池電化學(xué)性能測試：
[0048] 先在0-1V的電壓區(qū)間以50μΑ的電流充放電循環(huán)5周，以消除表面污染和穩(wěn)定SEI 膜。然后按ImAh · cnf2的容量以1mA · cnf2的電流密度進(jìn)行充放電循環(huán)，充電截止電壓為IV。 [0049 ]圖2和圖3分別為所述鋰負(fù)極在循環(huán)測試20圈和100圈后的SEM照片?？梢娫谘h(huán)過 程中，鋰負(fù)極的厚度變化不大，并且其表面較平整，無鋰枝晶產(chǎn)生，說明三維多孔銅集流體 可有效抑制循環(huán)過程中鋰枝晶的生成和電極體積膨脹。圖4為其循環(huán)過程中的庫倫效率，可 見其庫倫效率較穩(wěn)定，在循環(huán)140周后仍可保持在97%以上。
[0050] 實(shí)施例2
[0051] 與實(shí)施例1不同的是：（1)中制備多孔銅集流體的過程如下:使用二元Cu-Zn合金帶 (H62黃銅，銅含量60.5~63.5%)，其厚度為3(^111。在80°(：水浴條件下將合金帶浸泡在2111〇1/ L稀鹽酸和4mol/L氯化銨溶液的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)去合金化法反應(yīng)9h。其余同實(shí)施例1， 這里不再贅述。
[0052] 實(shí)施例3
[0053] 與實(shí)施例1不同的是：（1)中制備多孔銅集流體的過程如下：使用二元Cu-Mg合金 帶，其中銅含量為40 %，其厚度為40μπι。在60°C水浴條件下將合金帶浸泡在2mol/L稀鹽酸和 lmol/L磷酸的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)去合金化法反應(yīng)15h。其余同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0054] 實(shí)施例4
[0055] 與實(shí)施例1不同的是：（1)中制備多孔銅集流體的過程如下：使用二元Cu-Mg合金 帶，其中銅含量為60%，其厚度為50μπι。在50°C水浴條件下將合金帶浸泡在lmol/L稀硫酸和 lmol/L硫酸鈉溶液的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)去合金化法反應(yīng)18h。其余同實(shí)施例1，這里不再 贅述。
[0056] 實(shí)施例5
[0057] 與實(shí)施例1不同的是：（1)中制備多孔銅集流體的過程如下：使用二元Cu-Al合金 帶，其中銅含量為50 %，其厚度為60μηι。在80°C水浴條件下將合金帶浸泡在2mol/L稀氫氧化 鈉溶液和2mol/L硫化鈉溶液的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)去合金化法反應(yīng)24h。其余同實(shí)施例1， 這里不再贅述。
[0058] 實(shí)施例6
[0059] 與實(shí)施例1不同的是：（1)中制備多孔銅集流體的過程如下：使用二元Cu-Ni合金 帶，其中銅含量為60 %，其厚度為70μπι。在80°C水浴條件下將合金帶浸泡在3mol/L稀鹽酸中 進(jìn)行化學(xué)去合金化法反應(yīng)24h。其余同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0060] 實(shí)施例7
[0061 ]與實(shí)施例1不同的是：（1)中制備多孔銅集流體的過程如下：使用二元Cu-Mn合金 帶，其中銅含量為50%，其厚度為20μπι。采用噴淋法，將合金帶置于使用lmol/L稀鹽酸的70 °C噴淋環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)去合金化法反應(yīng)4h。其余同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0062] 實(shí)施例8
[0063] 與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例制備多孔銅集流體的方法為電化學(xué)去合金化法，其 是通過將二元Cu-Mg合金帶進(jìn)行電化學(xué)去合金化法得到。
[0064]具體而言，本實(shí)施例是利用三電極法進(jìn)行電化學(xué)去合金化反應(yīng)。以置于飽和KC1溶 液中的Ag/AgCl電極為參比電極，鉑片為對(duì)電極、Cu-Mg合金帶（厚度20μπι，其中Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為60% )為工作電極，電解液為0.2mol/L NaCl溶液。然后在-0.3V電位下進(jìn)行去合金化反 應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為1200s。其余步驟同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0065] 實(shí)施例9
[0066] 與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例制備多孔銅集流體的方法為金屬燒結(jié)法，其是通過 將氧化銅和石墨粉末等原料進(jìn)行燒結(jié)得到。
[0067] 具體而言，該方法包括以下步驟:首先將氧化銅粉末、石墨粉末、聚乙烯醇縮丁醛、 磷酸酯陰離子乳化劑和鄰苯二甲酸丁酯苯甲酯的混合物(氧化銅和石墨粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分 別為60%和30%)溶于乙醇中，攪拌6h后將漿料涂布于硅樹脂處理過的PET薄膜上，涂布厚 度為120μπι。然后將其置于80°C鼓風(fēng)烘箱中干燥12h，之后可將PET膜除去。接下來，先將該薄 膜在空氣中1〇〇〇°(：下熱處理111，再在500°(：下!1 2/^2混合氣氛(!12:吣體積比為5:95)中還原 2h，從而得到多孔銅箱。其余步驟同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0068] 實(shí)施例10
[0069] 與實(shí)施例1不同的是：（1)中制備多孔銅集流體的過程如下:使用三元Cu-Zn-Mg合 金帶，其中銅含量為60%，鋅含量為30%，其厚度為20μπι。在80°C水浴條件下將合金帶浸泡 在2mo 1/L稀鹽酸和4mo 1/L氯化銨溶液及l(fā)mo 1/L硫酸鈉溶液的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)去合金 化法反應(yīng)12h。其余同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0070] 對(duì)比例1
[0071] 與實(shí)施例1不同的是：（2)中制備金屬鋰負(fù)極時(shí)將金屬鋰電沉積在普通銅箱上，其 余同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0072]圖5和圖6分別為普通銅箱表面負(fù)載的鋰負(fù)極循環(huán)測試20圈和100圈后的SEM照片。 可見在循環(huán)過程中，鋰負(fù)極的厚度增加較明顯，并且其表面較粗糙，在循環(huán)100圈后其表面 有明顯的鋰枝晶產(chǎn)生。由圖4的循環(huán)過程中庫倫效率可見其庫倫效率穩(wěn)定性明顯低于實(shí)施 例1，在經(jīng)過140圈循環(huán)后庫倫效率已低于85%。這是由于鋰枝晶的不可控生長使得SEI膜不 穩(wěn)定，消耗大量鋰離子，導(dǎo)致庫倫效率較低。
[0073] 對(duì)比例2
[0074] 與實(shí)施例1不同的是：（2)中制備金屬鋰負(fù)極時(shí)將金屬鋰電沉積在商用泡沫銅上， 商用泡沫銅孔徑在lOOwn~400μηι范圍內(nèi)，其余同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0075] 由圖4的循環(huán)過程中庫倫效率可見其庫倫效率穩(wěn)定性顯著低于實(shí)施例1，僅在循環(huán) 29圈后庫倫效率就已低于90%。說明商用泡沫銅過大的孔隙難以為鋰沉積提供足夠的空間 限域，從而無法抑制鋰枝晶的生長。并且，商用泡沫銅過大的孔隙使得其難以在循環(huán)過程中 為鋰金屬提供有效的電接觸和物理支撐，從而導(dǎo)致大量"死鋰"產(chǎn)生，降低了庫倫效率。
[0076] 表1實(shí)施例1-9與對(duì)比例1-2負(fù)載的鋰負(fù)極在1.0mA · cnf2電流密度下以l.OmAh · cnf2的容量進(jìn)行充放電循環(huán)的庫倫效率穩(wěn)定性對(duì)比
[0077]

[0078] 其中，穩(wěn)定是指相鄰循環(huán)圈數(shù)間的庫倫效率不大，變化幅度小于2%，不穩(wěn)定是指 庫倫效率變化幅度大于2 %。
[0079] 根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方 式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的 一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用 了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體，其特征在于:所述集流體具有三維連通 的多孔結(jié)構(gòu)，并且孔徑范圍為0.1-20μπι。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體，其特征在于:所述多孔 銅集流體是通過化學(xué)去合金化法、電化學(xué)去合金化法、電化學(xué)沉積法或金屬燒結(jié)法制備得 到的。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體，其特征在于:所述化學(xué) 去合金化法是以二元或多元Cu-X合金帶為原材料，使用刻蝕液將X元素組分從Cu-X合金帶 中脫除，一步得到具有三維連通孔道結(jié)構(gòu)的銅集流體，其中，X元素為211、1%^1、附和此中的 至少一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體，其特征在于:所述Cu-X 合金帶中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在30%-70%之間；所述Cu-X合金帶的厚度為10~80μπι。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體，其特征在于，其制備過 程包括如下步驟:首先在40 °C~90 °C條件下使用刻蝕液將二元或多元Cu-X合金帶刻蝕2h~ 24h;之后將刻蝕后的合金帶取出，用除氧去離子水清洗4~5次，再用除氧無水乙醇清洗一 次;最后將清洗干凈的多孔銅集流體置于50°C~80°C的真空烘箱中烘干待用。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體，其特征在于，刻蝕過程 采用以下方法:浸漬法、噴淋法、濺射法或鼓泡法中的一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬鋰二次電池負(fù)極用多孔銅集流體，其特征在于，所用刻蝕 液為A、B兩種組分的混合溶液;組分A為稀鹽酸、稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液中的一種，濃度范 圍為0.5mo I /L~3mo I /L;組分B為稀硝酸、磷酸、過氧化氫、氯化銨溶液、硫酸鈉溶液、硫代硫 酸鈉溶液、硫化鈉、硝酸鈉溶液中的至少一種，濃度范圍為〇~6mol/L。8. -種金屬鋰二次電池負(fù)極，其特征在于:包括權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的多孔銅集流 體和負(fù)載于所述多孔銅集流體的表面及其孔內(nèi)的金屬鋰顆粒。9. 一種金屬鋰二次電池，其特征在于使用權(quán)利要求8所述的負(fù)極。10. 權(quán)利要求1-7所述的多孔銅集流體在金屬鋰二次電池中抑制鋰枝晶生長的用途。
【文檔編號(hào)】H01M4/80GK105932295SQ201610259475
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】楊全紅, 韻勤柏, 賀艷兵
【申請人】清華大學(xué)深圳研究生院