[發(fā)明專利]具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔銅箔及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210838464.4
• 申請(qǐng)日: 2022-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115058764B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張波;李武;錢玉龍;趙玉祥;張世鵬;崔瑞芝;梁建;索玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所
• 主分類號(hào): C25F3/02
• 分類號(hào): C25F3/02;C25D3/38
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔銅箔及其制備方法與應(yīng)用。所述制備方法包括：提供待處理銅箔作為工作電極，使其與對(duì)電極、電解液共同構(gòu)建電化學(xué)反應(yīng)體系，所述電解液為至少包含黃原膠、甘油、硫酸水溶液的水溶膠體系；采用方波電位法，對(duì)銅箔表面進(jìn)行電沉積和電蝕刻，經(jīng)電化學(xué)氧化及還原處理，使得銅箔內(nèi)部被蝕刻形成孔狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)在銅箔表面電沉積生長(zhǎng)銅顆粒，制得具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔銅箔。本發(fā)明的制備方法通過(guò)在水溶膠體系中對(duì)銅箔表面進(jìn)行方波電位處理，在水溶膠影響下進(jìn)行電化學(xué)氧化及還原，通過(guò)在水溶膠影響下的電沉積和電蝕刻兩種作用同時(shí)進(jìn)行，制備得到的銅箔產(chǎn)品內(nèi)部同時(shí)具有兩種截然不同的結(jié)構(gòu)的多孔銅箔產(chǎn)品，應(yīng)用前景廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多孔銅箔的制備方法，尤其涉及一種具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔銅箔及其制備方法與應(yīng)用，屬于銅箔制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

多孔銅箔由于結(jié)構(gòu)與表面特性，在金屬鋰電池及電催化領(lǐng)域均有著良好的潛在應(yīng)用。傳統(tǒng)多孔銅箔的制備方法分為兩種模式，蝕刻或者沉積。采用蝕刻法制備的多孔銅箔結(jié)構(gòu)較為規(guī)整，孔壁也較為平滑，所使用的方法有化學(xué)蝕刻或電化學(xué)蝕刻、激光刻蝕法等。相比而言，采用沉積方式制備多孔銅箔的方式更為多樣，比如印刷模板法、氫氣泡模板法等。沉積方式得到多孔銅箔結(jié)構(gòu)相對(duì)相比蝕刻法得到的多孔銅箔形貌更為多樣，多數(shù)具有結(jié)構(gòu)豐富、比表面積大的特點(diǎn)。應(yīng)該說(shuō)，通過(guò)蝕刻法和沉積法制得的多孔銅箔的形貌各有特點(diǎn)，但是很少有銅箔產(chǎn)品能夠兼具這兩種方式制備得到的孔狀形貌的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，因此也在一定程度上限制了多孔銅箔產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。

綜上，采用現(xiàn)有制備出的多孔銅箔表面結(jié)構(gòu)與形貌較為單一，應(yīng)用領(lǐng)域和性能收到較大限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔銅箔及其制備方法與應(yīng)用，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔銅箔的制備方法，其包括：

提供待處理銅箔作為工作電極，使其與對(duì)電極、電解液共同構(gòu)建電化學(xué)反應(yīng)體系，所述電解液為至少包含黃原膠、甘油、硫酸水溶液的水溶膠體系；

采用方波電位法，對(duì)銅箔表面進(jìn)行電沉積和電蝕刻，經(jīng)電化學(xué)氧化及還原處理，使得銅箔內(nèi)部被蝕刻形成孔狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)在銅箔表面電沉積生長(zhǎng)銅顆粒，制得具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔銅箔。

在一些實(shí)施例中，所述水溶膠體系中黃原膠的濃度為10～500mg/L。

在一些實(shí)施例中，所述水溶膠體系中還包括酪朊酸鈉，所述水溶膠體系中酪朊酸鈉的濃度為10～500mg/L。

在一些實(shí)施例中，所述方波電位法采用的正電位為1.1V～5.3V，負(fù)電位為-5V～-1V，負(fù)電位或正電位單次持續(xù)時(shí)間為0.5～10s，其中正電位要比負(fù)電位高出0.1V～0.3V，電解溫度為10～60℃，處理時(shí)間為5～240min。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了由前述制備方法制得的具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔銅箔。

進(jìn)一步地，所述多孔銅箔的內(nèi)部具有凹陷的多孔狀結(jié)構(gòu)，并且，所述多孔銅箔的表面分布有金屬銅顆粒。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了前述的具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔銅箔于金屬鋰電池、電催化或傳感器等領(lǐng)域中的應(yīng)用。

較之現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果至少在于：

本發(fā)明提供的具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔銅箔的制備方法通過(guò)在水溶膠體系中對(duì)銅箔表面進(jìn)行方波電位處理，在水溶膠影響下進(jìn)行電化學(xué)氧化及還原，通過(guò)在水溶膠影響下的電沉積和電蝕刻兩種作用同時(shí)進(jìn)行，制備得到的銅箔產(chǎn)品內(nèi)部同時(shí)具有兩種截然不同的結(jié)構(gòu)的多孔銅箔產(chǎn)品，包括內(nèi)部的凹陷多孔形貌，以及表面突出的顆粒狀高比表面積形貌，是一種未經(jīng)報(bào)道的具有豐富結(jié)構(gòu)的多孔銅箔材料，使得該材料在電催化、傳感器、金屬鋰電池等更多領(lǐng)域具有應(yīng)用的可能性。

附圖說(shuō)明