[發明專利]一種泡沫銅氧化物/銅鋰離子電池負極及其制備方法

有效

• 申請號: 201110391054.1
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102394305A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 高明霞;丁繼來;黃靜露;潘洪革;劉永鋒;徐釗君
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/80;H01M4/48;H01M4/62;H01M4/131;H01M4/1391
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.一種泡沫銅氧化物/銅鋰離子電池負極，其特征在于：集流體為孔隙率為50~85%的泡沫銅，所述的集流體泡沫銅表面原位生長有層狀的銅氧化物，再在其表面涂覆有導電劑及粘結劑，所述的層狀銅氧化物的厚度為200nm~2μm，所述的泡沫銅氧化物/銅負極具有三維結構。

2.根據權利要求1所述的泡沫銅氧化物/銅鋰離子電池負極，其特征在于：所述的銅氧化物為CuO（氧化銅）、Cu₂O（氧化亞銅）或兩者的混合物。

3.制備如權利要求1所述的泡沫銅氧化物/銅鋰離子電池負極的方法，其特征在于：通過熱氧化法在集流體泡沫銅表面原位生長層狀銅氧化物，然后在泡沫銅氧化物/銅表面涂覆含碳基導電劑及粘結劑的涂層。

4.根據權利要求3所述的制備泡沫銅氧化物/銅鋰離子電池負極的方法，包括如下步驟：

(1)將泡沫銅進行表面酸洗處理，再用水清洗并烘干；

(2)將烘干后的泡沫銅在2~20?MPa壓力下進行壓實處理；

(3)將經壓實處理后的泡沫銅置于熱處理爐中，升溫至200~600°C，在空氣氣氛中進行熱氧化反應，保溫0.25~20小時，在泡沫銅表面原位生長層狀銅氧化物，得到泡沫銅氧化物/銅材料，然后冷卻至室溫；

(4)將含碳基導電劑、粘結劑和溶劑配制成漿料，在上述泡沫銅氧化物/銅材料表面涂覆漿料，然后將其烘干；

(5)將烘干后的表面涂有含碳基導電劑及粘結劑的泡沫銅氧化物/銅材料在10~20MPa壓力下壓制成薄片，即得泡沫銅氧化物/銅鋰離子電池負極。

5.根據權利要求4所述的制備泡沫銅氧化物/銅鋰離子電池負極的方法，其特征在于：所述的銅氧化物為CuO、Cu₂O或兩者的混合物，所述的表面生長的層狀銅氧化物的厚度為200?nm~2μm。

6.根據權利要求4所述的制備泡沫銅氧化物/銅鋰離子電池負極的方法，其特征在于：步驟(1)中所述的酸為鹽酸、醋酸、磷酸、硫酸或硝酸，其摩爾濃度為0.05~2?mol/L。

7.根據權利要求4所述的制備泡沫銅氧化物/銅鋰離子電池負極的方法，其特征在于：步驟(4)中所述的含碳基導電劑為乙炔黑、炭黑或石墨烯的一種或任意混合物，所述的粘結劑為聚偏二氟乙烯或羧甲基纖維素鈉，所述的溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

8.根據權利要求4所述的制備泡沫銅氧化物/銅鋰離子電池負極的方法，其特征在于：步驟(4)中所述的含碳基導電劑、粘結劑和溶劑的質量比為1:0.5~2:10~100。