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一种改变锂电池集流体铜箔表面形貌的方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-10-28 10:02:20

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 涂媛 | 2022-10-28 10:02:20

本发明公开了一种改变锂电池集流体铜箔表面形貌的方法。其主要为,首先配制含有硫酸的硫酸铜溶液,然后将上述50mL溶液置于烧杯中,之后加入0.5~2.5mL的某种离子液体,搅拌均匀。将铜箔放置于该溶液中,浸泡5min~30min后,取出用蒸馏水清洗干净,则可得到表面形貌改变的铜箔。本发明所使用的条件非常温和,无需加入其他的强氧化剂或强还原剂,在常温常压下即可对铜箔的表面进行改进,形成凹凸有序的表面形貌,通过对铜箔的表面形貌的改变,提高了锂电池性能。

一种改变锂电池集流体铜箔表面形貌的方法,其特征在于:包括以下步骤:材料的准备浓H2SO4,CuSO4·5H2O,离子液体,锂电池集流体用铜箔,备用;样品的制备配制浓度20g/L~110g/L的硫酸溶液,然后加入一定量的硫酸铜成混合溶液,使混合溶液中硫酸铜的浓度为90g/L~210g/L,取50mL混合溶液于烧杯中,加入0.5~2.5mL的离子液体并搅拌均匀,将铜箔放置于烧杯溶液中,浸泡5~30min后,取出用蒸馏水清洗干净,便得到表面形貌改变的铜箔;其中,所述的离子液体是1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐、1,3‑二甲基咪唑氯盐、1‑苄基‑2‑氯甲基咪唑氯盐中的一种。

锂离子电池,也简称锂电池。其作为一种新型清洁的能源,具有工作电压稳定,循环寿命长,安全性好,充电迅速等优点,在手机、笔记本电脑、数码相机等电子设备中得到了广泛应用。在锂电池中,铜箔是负极材料的集流体,其主要作用是传输在放电时负极活性物质所产生的电流,以及在充电时外电源传输给负极活性物质的电流。但由于铜箔表面非常光滑,致使负极活性物质与铜箔的结合力较弱,在一些特殊情况下,负极活性物质会从铜箔集流体上脱落,严重影响电池的容量和循环使用寿命。因此,对铜箔集流体表面的形貌进行适当的改变,增加其粗糙程度,可显著改善铜箔与负极活性物质之间的结合力,达到优化电池性能的目的。现有技术中,对铜箔表面形貌的改进通常有物理方法和化学方法。物理方法主要是利用器械在铜箔表面进行雕刻从而形成凹凸有序的形貌;化学方法则主要是通过化学反应在铜箔表面形成氧化物,或采用电沉积的方法在铜箔表面镀上铜,达到改变形貌增加其粗糙度的目的。物理方法对设备要求高,工艺条件苛刻,制备成本高。而化学方法使用的原料多,制备工艺复杂,批量生产质量不稳定。因此研发新的改变锂电池集流体铜箔表面形貌的方法仍是目前锂电池领域的重要研究课题之一。

河北师范大学是一所具有百年历史和光荣传统的省属重点大学。学校起源于1902年创建于北京的顺天府学堂和1906年创建于天津的北洋女师范学堂。1996年6月,原河北师范大学、河北师范学院与创建于1952年的河北教育学院、创建于1984年的河北职业技术师范学院合并,组建成新的河北师范大学。校友中有老一代革命家邓颖超、刘清扬、郭隆真、杨秀峰、康世恩、荣高棠等,有学界名人梁漱溟、张申府、汤用彤等,有中科院院士严陆光、郝柏林等,也有许绍发、蔡振华等一批体育界精英。新中国成立以来,学校共为国家培养了20余万名专业人才。 学校新校区占地1829亩,馆藏图书340.64万册。学校现有在职教职工2856名,其中专任教师1577人,教授405人,副教授994人,中国科学院院士1人,省级以上各类优秀专家106人,博士研究生导师108人,硕士研究生导师578人。在校本、专科生36371人,研究生4191人,成人教育学生14760人。

有益效果如下:在常温常压下,且未加入其他强氧化剂或强还原剂的情况下,将铜箔置于含有一定量离子液体的硫酸铜溶液中,浸泡一段时间后,即可实现对铜箔表面形貌的改变。该方法无需使用其他强氧化剂或强还原剂,简单易行,绿色环保,适合规模化生产。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接次项目