[发明专利]一种磁性锂金属电池铜磁复合电极材料及制备工艺和应用

权利要求书

1.一种磁性锂金属电池铜磁复合电极材料的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括以下制备步骤：

1)去除铜基体表面的氧化物，然后清洗、干燥；

2)在经步骤1)处理的铜基体表面制备含有磁性金属的磁层结构；

3)对步骤2)所制得的磁层结构进行磁化处理；

其中，所述磁性金属包括铁，钴，镍或铂，所述磁层结构包括磁镀层结构、非磁性微纳结构掺杂磁性颗粒、磁性微纳结构掺杂磁性颗粒或无磁性颗粒掺杂的磁性微纳结构。

2.根据权利要求1所述的一种磁性锂金属电池铜磁复合电极材料的制备工艺，其特征在于，所述磁镀层结构的制备工艺包括以下制备步骤：

A1)以硫酸、氯化铵和水配制酸性混合液，酸性混合液中：

所述硫酸的摩尔浓度为0.1～2mol/L；

所述氯化铵的摩尔浓度为0.75～7.5mol/L；

再向酸性混合液中加入可溶性金属化合物，配制成电沉积液：

其中，可溶性金属化合物为可溶性磁性金属化合物，并且其符合下述条件：

所述可溶性磁性金属化合物引入的磁性金属离子摩尔浓度为0.2～2.0mol/L；

A2)以步骤1)所制得的铜基体作为工作电极，以铂或石墨作为对电极，以步骤A1)所制得的电沉积液作为电沉积的溶液体系进行电沉积，控制电沉积电压为-0.1～-2.0V，电流密度为-100～-500A/m²，沉积时间为10～300s，水洗后于40～150℃烘干，得到表面具有磁镀层结构的铜基体。

3.根据权利要求1所述的一种磁性锂金属电池铜磁复合电极材料的制备工艺，其特征在于，所述制备非磁性微纳结构掺杂磁性颗粒的步骤包括：

B1)在经步骤1)处理的铜基体表面制备铜微纳结构，得到复合结构铜基体；

B2)以硫酸、氯化铵和水配制酸性混合液，酸性混合液中：

所述硫酸的摩尔浓度为0.1～2mol/L；

所述氯化铵的摩尔浓度为0.75～7.5mol/L；

再向酸性混合液中加入可溶性磁性金属化合物，配制成含磁性金属成分的电沉积液，含磁性金属成分的电沉积液中：

所述可溶性磁性金属化合物引入的磁性金属离子摩尔浓度为0.05～4.0mol/L；B3)以步骤B1)所制得的复合结构铜基体作为工作电极，以铂或石墨作为对电极，以步骤B2)所制得的含磁性金属成分的电沉积液作为电沉积的溶液体系进行电沉积，控制电沉积电压为-0.1～-2.0V，电流密度为-100～-500A/m²，沉积时间为10～300s，水洗后于40～150℃烘干，得到表面具有非磁性微纳结构掺杂磁性颗粒的铜基体。

4.根据权利要求1所述的一种磁性锂金属电池铜磁复合电极材料的制备工艺，其特征在于，所述制备磁性微纳结构掺杂磁性颗粒的步骤包括：

C1)在经步骤1)处理的铜基体表面制备磁性微纳结构，得到磁性复合结构铜基体，其中磁性微纳结构为含磁性金属成分的微纳结构；

C2)以硫酸、氯化铵和水配制酸性混合液，酸性混合液中：

所述硫酸的摩尔浓度为0.1～2mol/L；

所述氯化铵的摩尔浓度为0.75～7.5mol/L；

再向酸性混合液中加入可溶性磁性金属化合物，配制成含磁性金属成分的电沉积液，含磁性金属成分的电沉积液中：

所述可溶性磁性金属化合物引入的磁性金属离子摩尔浓度为0.05～4.0mol/L；C3)以步骤C1)所制得的磁性复合结构铜基体作为工作电极，以铂或石墨作为对电极，以步骤C2)所制得的含磁性金属成分的电沉积液作为电沉积的溶液体系进行电沉积，控制电沉积电压为-0.1～-2.0V，电流密度为-100～-500A/m²，沉积时间为10～300s，水洗后于40～150℃烘干，得到表面具有磁性微纳结构掺杂磁性颗粒的铜基体。

5.根据权利要求1所述的一种磁性锂金属电池铜磁复合电极材料的制备工艺，其特征在于，所述制备无磁性颗粒掺杂的磁性微纳结构的步骤包括：

D1)在经步骤1)处理的铜基体表面制备含磁性金属成分的微纳结构，水洗后于40～150℃烘干，得到表面具有磁性微纳结构的铜基体。