[發明專利]用于二次金屬鋰電池負極的三維多孔銅/石墨烯復合集流體

在審

• 申請號: 201710847816.1
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107785586A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 師春生;張睿;趙乃勤;何春年;劉恩佐;何芳;馬麗穎;李群英
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/80;H01M4/1395;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 程毓英

1.一種用于二次金屬鋰電池負極的三維多孔銅/石墨烯復合集流體的制備方法，采用以下工藝：

1)制備納米多孔金屬

按照Cu為30％，Mn為70％的原子百分比，制得Cu₃₀Mn₇₀合金箔片，進行去合金化處理得到潔凈的納米多孔金屬箔片備用。

2)制備三維多孔銅/石墨烯集流體

將上一步驟制得的納米多孔金屬箔片放入石英舟中，將石英舟置于反應管式爐內靠近管口區域，通入氬氣和氫氣，氬氣、氫氣比例按500:200的流量配置，此時將爐溫升至800-1000℃，待爐溫升至指定溫度后將石英舟快速移至反應管中部恒溫區，在此溫度下煅燒0.5-5分鐘，然后通入氨氣、乙炔、氬氣和氫氣，氨氣、乙炔、氬氣、氫氣比例按0-30:5-50:500:200的流量配置，在此條件下反應2-10分鐘，反應完畢后將石英舟快速從反應管中部恒溫區移至管口區域，并將爐蓋打開，在氬氣的氣氛下將樣品降至室溫，然后將樣品從管式爐中取出，得到三維多孔銅/石墨烯復合集流體。

2.一種應用權利要求1所述的集流體制備金屬鋰負極的方法，其特征在于，將步驟2中制備的三維多孔銅/石墨烯復合集流體作為工作電極，對電極為鋰片，組成電化學系統，首先在0.01V-3V的電壓范圍內以0.05mA/cm²的電流密度循環5圈，以形成穩定的SEI膜，然后以0.5-2.0mA/cm²的電流密度沉積金屬鋰1-2小時，即可得到不同容量的金屬鋰負極。