[发明专利]一种用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体的制备方法

权利要求书

1.一种用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将黄铜网裁成极片，清洗烘干，利用化学去合金法将Zn从黄铜网极片中去除，形成具有三维多孔形状的铜框架；

步骤二：将步骤一所得三维多孔形状的铜框架放置在硝酸银水溶液中，反应一定时间后取出，用去离子水冲洗干净，烘干得到梯度亲锂的用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体。

2.根据权利要求1所述的用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体的制备方法，其特征在于：步骤一所述黄铜网目数为100-200目，直径为55-60μm；所述裁成极片的直径Ф =12 mm；所述的清洗烘干是用去离子水和酒精超声清洗2-5次并烘干。

3.根据权利要求1或2所述的用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体的制备方法，其特征在于：步骤一所述的化学去合金法是将黄铜网极片置于浓盐酸溶液中反应去除Zn，形成具有三维多孔形状的铜框架；所述浓盐酸质量浓度为20%，所述黄铜网极片与质量分数为20%的浓盐酸的质量比为1:10；所述的化学去合金法温度为75-90℃，反应时间为4-6 h。

4.根据权利要求1或2所述的用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体的制备方法，其特征在于：所述步骤二中配置的硝酸银水溶液浓度为5 mM，置换反应时间为1-3 min。

5.根据权利要求1或2所述的用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体的制备方法，其特征在于：步骤二所述的烘干是将反应后的三维多孔形状的铜框架用去离子水清洗干净后置于55-65 ℃烘箱中烘干12小时以上。

6.根据权利要求1或2所述的用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体的制备方法，其特征在于：所述步骤二中三维多孔形状的铜框架在硝酸银水溶液中的反应方式为半反应式，即三维多孔形状的铜框架借助表面张力，使得三维多孔形状的铜框架在置换反应过程中可以漂浮于液面之上，进而三维多孔形状的铜框架只有一面会反应附着上Ag。

7.一种锂负极片，其特征在于：采用权利要求1-6所述的方法制备得到的用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体制备而成，其具体方法包括如下步骤：

①将按上述方法制备的用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体与金属锂片组装成纽扣电池，静置一段时间后，利用电化学沉积方法使得金属锂沉积在用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体上；

②将上述纽扣电池拆解，并取出沉积锂后的用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体，所述的沉积锂后的用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体即为锂负极片。

8.根据权利要求7所述的锂负极片，其特征在于：步骤①中所组装的纽扣电池使用的电池电解液为普通商业化锂电池电解液，其中，电解液溶按照剂体积比为DOL/DME=1:1，包含溶质1 M LiTFSI和0.4 M LiNO₃；所述的静置时间为8-10小时。

9.根据权利要求7所述的锂负极片，其特征在于：步骤①中所述的电化学沉积方法中，反应条件为在电流密度为1 mA/cm²条件下沉积5小时。

10.一种根据权利要求7-9使用所述用于锂金属负极保护的三维多孔铜集流体制备的锂负极片在锂电池中的应用。