[發(fā)明專利]鋰離子電池負極銅箔集流體表面的超快激光三維微納米織構方法

在審

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• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110102901A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設計）人: 趙萬芹;梅雪松;周云申;郭鵬峰;孫孝飛
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學;西安交通大學;江蘇微納激光應用技術研究院有限公司;英諾激光科技股份有限公司
• 主分類號: B23K26/36
• 分類號: B23K26/36;B23K26/60;H01M4/04;H01M4/70;H01M10/0525
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 李俊麗

1.鋰離子電池負極銅箔集流體表面的超快激光三維微納米織構方法，其特征在于，步驟包括：光面銅箔集流體預處理后，采用超快激光對光面銅箔集流體表面進行三維微納米織構。

2.根據(jù)權利要求1所述的超快激光三維微納米織構方法，其特征在于，三維微納米織構包括孔陣列三維微納米織構或條狀槽類結構陣列三維微納米織構，孔陣列三維微納米織構中，孔環(huán)繞銅箔集流體的表面中心排列成相互間隔且尺寸逐漸增大的多重平面圓形或多重平面多邊形，每重平面圓形或每重平面多邊形的孔排列密度可調(diào)；條狀槽類結構陣列三維微納米織構中，條狀槽類結構沿橫向或縱向平行間隔排列，條狀槽類結構沿垂直于平行間隔排列的橫向或縱行方向延伸，或者條狀槽類結構沿與平行間隔排列的橫向或縱向方向成銳角或鈍角的多角度方向延伸，或者條狀槽類結構相互垂直交叉或者相互呈銳角或鈍角的多角度的交叉排列。

3.根據(jù)權利要求2所述的超快激光三維微納米織構方法，其特征在于，平面圓形為正圓或橢圓，平面多邊形為三角形、四邊形或正多邊形，n≧5；孔的形狀為圓形或多邊形，圓形包括正圓或橢圓，多邊形包括三角形、四邊形或正多邊形，n≧5；條狀槽類結構的形狀包括普通直線槽、波紋槽、曲面槽、鋸齒槽或者光柵。

4.鋰離子電池負極銅箔集流體表面的超快激光三維微納米織構的篩選方法，其特征在于，步驟包括：(1)光面銅箔集流體預處理后，采用超快激光分別對多塊光面銅箔集流體的表面進行特征差異化的三維微納米織構，獲得多塊帶有差異化三維微納米織構特征的銅箔集流體；

(2)基于光面銅箔集流體和步驟(1)制備的多塊帶有差異化三維微納米織構特征的銅箔集流體，分別裝配電池；

(3)分別測試基于光面銅箔集流體和步驟(1)制備的多塊帶有差異化三維微納米織構特征的銅箔集流體裝配的電池的性能，建立三維微納米織構的差異化特征與電池性能之間的關系，篩選提升電池性能的三維微納米織構特征，并確定采用超快激光在銅箔集流體表面加工的工藝參數(shù)。

5.根據(jù)權利要求4所述的篩選方法，其特征在于，特征差異化的三維微納米織構包括孔陣列三維微納米織構或條狀槽類結構陣列三維微納米織構，三維微納米織構的差異化特征包括：單位織構孔或條狀槽類結構的形狀、單位織構孔或條狀槽類結構間的間隔密度、單位織構孔或條狀槽類結構的豎向深度與水平徑寬的比值、及單位織構孔或條狀槽類結構的陣列方式。

6.根據(jù)權利要求5所述的篩選方法，其特征在于，單位織構孔的陣列方式包括：孔環(huán)繞銅箔集流體的表面中心排列成相互間隔且尺寸逐漸增大的多重平面圓形或多重平面多邊形，每重平面圓形或每重平面多邊形的孔排列密度可調(diào)，單位織構孔按照陣列方式形成孔陣列三維微納米織構；

單位織構條狀槽類結構的陣列方式包括：條狀槽類結構沿橫向或縱向平行間隔排列，條狀槽類結構沿垂直于平行間隔排列的橫向或縱行方向延伸，或者條狀槽類結構沿與平行間隔排列的橫向或縱向方向成銳角或鈍角的多角度方向延伸，或者條狀槽類結構相互垂直交叉或者相互呈銳角或鈍角的多角度的交叉排列，條狀槽類結構按照陣列方式形成條狀槽類陣列三維微納米織構。

7.根據(jù)權利要求6所述的篩選方法，其特征在于，平面圓形為正圓或橢圓，平面多邊形為三角形、四邊形或正多邊形，n≧5；三角形為等腰三角形或等邊三角形，且內(nèi)角角度可調(diào)；四邊形為平行四邊形或梯形，平行四邊形包括普通平行四邊形、矩形、菱形或正方形，普通平行四邊形和菱形的內(nèi)角角度可調(diào)；梯形為等腰梯形，且等腰梯形的內(nèi)角角度可調(diào)。

8.根據(jù)權利要求5或6所述的篩選方法，其特征在于，單位織構孔的形狀為圓形或多邊形，圓形包括正圓或橢圓，多邊形包括三角形、四邊形或正多邊形，n≧5；三角形為等腰三角形或等邊三角形，四邊形為平行四邊形或梯形，平行四邊形包括普通平行四邊形、矩形、菱形或正方形，梯形為等腰梯形；

單位織構條狀槽類結構的形狀包括普通直線槽、波紋槽、曲面槽、鋸齒槽或者光柵。