[发明专利]锂离子电池负极及其制备方法及锂离子电池

说明书

一种锂离子电池负极，由一负极集流体及一氧化铜纳米片阵列组成。所述负极集流体为一纳米多孔铜基底，且所述氧化铜纳米片阵列设置在所述纳米多孔铜基底的一个表面，所述纳米多孔铜基底与所述氧化铜纳米片阵列化学结合在一起。另外，本发明还涉及一种锂离子电池负极的制备方法及锂离子电池。

技术领域

本发明涉及纳米氧化物材料及其制备技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极及其制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具有较高的质量和体积比容量、高输出电压、低自放电率、宽使用温度范围、可快速充放电和无记忆效应等优点，已经成为可携带式电子设备以及环保电动汽车的理想电源。随着可携带式电子设备的进一步普及和电动汽车的开发，未来锂离子电池将占有更广阔的市场。为了适应市场对锂离子电池性能的要求，开发更高性能的锂离子电池将成为今后相关研究领域的主要目标。

现有技术中锂离子电池负极中一般采用氧化铜粉末作为负极材料，具有以下缺点：使用粘结剂将氧化铜粉末涂覆粘贴在集流体上，操作步骤多，生产工艺繁琐；由于在制备锂离子电池负极的过程中使用了粘结剂，粘结剂本身不导电且不能贡献容量，会导致电子传导受阻以及比容量降低，导致锂离子电池循环性能不佳。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种锂离子电池负极及其制备方法及锂离子电池，以提高锂离子电池的循环性能，简化锂离子电池负极的生产工艺。

一种锂离子电池负极，由一负极集流体及一氧化铜纳米片阵列组成。所述负极集流体为一纳米多孔铜基底，所述氧化铜纳米片阵列设置在所述纳米多孔铜基底的一个表面，所述纳米多孔铜基底与所述氧化铜纳米片阵列化学结合在一起。

一种锂离子电池负极的制备方法，包括：步骤一、将负极集流体放置在含有氨根离子的碱性溶液里，所述负极集流体漂浮在所述含有氨根离子的碱性溶液的表面，所述负极集流体为一纳米多孔铜基底；步骤二、所述负极集流体与所述含有氨根离子的碱性溶液发生反应，形成一复合材料；步骤三、将所述复合材料干燥处理，形成负极。

一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜及电解质溶液，该负极为如前述 的锂离子电池负极。与现有技术相比，本发明的锂离子电池负极及其制备方法及锂离子电池具有以下优点：第一、、纳米多孔铜负载的单面氧化铜纳米片阵列复合材料的制备过程方便高效，无需复杂昂贵设备，可在室温下进行，实现纳米多孔铜的快速氧化生成氧化铜纳米片阵列，且氧化铜纳米片形貌方便可调；第二、氧化铜纳米片阵列与纳米多孔铜基底为化学结合，具有很强的结合作用力，不存在一般纯铜片氧化后出现氧化层易剥落现象；第三、负极中不含粘结剂且直接以纳米多孔铜基片作为集流体，这不但能很大程度地降低锂离子电池的内阻，促进电子传导、提高锂离子电池的导电性能，而且能有效缩短电子传导路径，上述因素也有利于锂离子电池循环性能的提高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的纳米多孔铜的扫描电镜照片。

图2为本发明实施例提供的纳米多孔铜负载氧化铜纳米片阵列复合材料的制备方法的流程示意图。

图3为本发明实施例提供的纳米多孔铜氧化后生成的氢氧化铜的扫描电镜照片。

图4为本发明实施例提供的氧化铜的拉曼光谱图谱。

图5为本发明实施例提供的不同氧化条件下的氧化铜纳米片的扫描电镜照片。

图6为本发明实施例提供的锂离子电池负极的循环倍率图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的锂离子电池负极及其制备方法及锂离子电池作进一步的详细说明。