[发明专利]一种电池、电池负极、多层大孔铜集流体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种电池、电池负极、多层大孔铜集流体及其制备方法，包括以下步骤：将铜箔去除氧化层；将去除氧化层后的铜箔作为工作电极；进行氢气泡动态模板电沉积，得到多层大孔铜集流体；由于将去除氧化层后的铜箔作为工作电极，并进行了氢气泡动态模板电沉积，可以沉积得到多层大孔铜集流体，整个沉积的过程无需使用任何有机或无机模板即可进行铜集流体的结构分层，从而可以有效抑制锂枝晶的生长，显著提高电池的使用寿命，适合工业化生产，具备很好的实用性。

技术领域

本发明涉及储能领域，具体涉及一种电池、电池负极、多层大孔铜集流体及其制备方法。

背景技术

目前，可移动设备、电动汽车及智能电网的快速发展使得高能量密度二次电池受到大量的关注和研究，其中，锂金属由于其高比容量和低还原电位而被认为是用于电化学能量储存最有希望的负极材料之一。但是，金属负极存在一系列问题限制了其进一步地发展与实际应用，例如金属负极中不可控的锂枝晶的增长。这些问题导致电池的库伦效率低，循环寿命较短，极易造成短路及热失控等问题，并带来严重的安全性隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能够提高电池库伦效率的多层大孔铜集流体及其制备方法。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

在一个总体方面，提供一种多层大孔铜集流体的制备方法，包括以下步骤：

将铜箔去除氧化层；

将去除氧化层后的铜箔作为工作电极；

进行氢气泡动态模板电沉积，得到多层大孔铜集流体。

优选的，将铜箔去除氧化层具体包括：

将铜箔浸入硫酸溶液中；

将铜箔从硫酸溶液中取出，放入蒸馏水中清洗。

优选的，进行氢气泡动态模板电沉积具体包括：

将铜箔放入双电极电池中；

在恒定电流密度下进行电沉积。

优选的，双电极电池的电解质包括CuSO₄和H₂SO₄。

优选的，双电极电池的电解质中还包括稳定剂，稳定剂为Na₂SO₄。

优选的，恒定电流密度为5～20A/cm²。

优选的，将铜箔作为工作电极时，铜箔的对电极的材质为铝箔或铂箔。

在另一个总体方面，还提供了一种多层大孔铜集流体，其特征在于，包括铜箔层和多层大孔铜层，多层大孔铜层的孔洞的直径为10～100μm。

在另一个总体方面，还提供了一种电池负极，包括上述的多孔铜集流体。

在另一个总体方面，还提供了一种电池，包括上述的电池负极。

本发明提供了一种电池、电池负极、多层大孔铜集流体及其制备方法，由于将去除氧化层后的铜箔作为工作电极，并进行了氢气泡动态模板电沉积，可以沉积得到多层大孔铜集流体，整个沉积的过程无需使用任何有机或无机模板即可进行铜集流体的结构分层，从而可以有效抑制锂枝晶的生长，显著提高电池的使用寿命，适合工业化生产，具备很好的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。