[发明专利]一种锂离子电池用的多孔铜箔

说明书

本发明公开了一种锂离子电池用的多孔铜箔。多孔铜箔上规律分布着穿透铜箔上下表面的微孔；微孔包括两种孔径不同的微孔；大小微孔的排列呈硼酸盐玻璃中硼氧三元环排列的形状，其中大微孔位于所述硼氧三元环排列形状的氧位置、小微孔位于所述硼氧三元环排列形状的硼位置。小微孔的孔径为大微孔孔径的四分之一，最近邻两个大微孔间的距离为大微孔直径的3倍。本发明的设计有效的增加了单位面积的孔面积，在保证强度足够的前提下有效提升了电池容量，达到了有效提高单位面积铜箔上负极材料的负载量和吸附能力、且兼顾电极质量及性能的要求以满足电路集成化发展需求的发明目的。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用铜箔，尤其涉及一种多孔铜箔。

背景技术

随着环境危机的到来，煤炭资源日益短缺，并且通过燃烧煤炭发电会排放大量有害气体污染大气环境，雾霾等灾害天气越来越严重，环境保护刻不容缓。随着新能源汽车的发展，锂离子电池的需求急剧增大。此外，锂离子电池还被广泛应用于移动电话、笔记本电脑等电器中，成为一种新型可持续的环保型发电方法。

锂离子电池主要依靠锂离子在正极或负极材料的镶嵌或脱嵌来进行工作。负极通常由活性石墨附着在约8微米厚的铜箔上。铜箔除起到载体作用外，还起到集流体的作用，将电子汇集起来并传导。由于铜是良好的导体，具有较低的电阻，可以降低电池内阻动态增幅，延长电池寿命。

随着电子器件集成化发展，发展具有更小体积、更轻质量、更优性能的锂离子电池，有效提升锂离子电池综合性能的需求越来越迫切。现阶段，传统无孔铜箔表面积有限，吸附能力一般，难以承载更多负极材料，直接影响锂离子电池使用性能和寿命；传统无孔铜箔，电解液对高密度负极材料的浸润性难以提高；传统无孔铜箔也无法兼顾质量、体积与性能的要求，难以满足电路集成化发展的要求。

发明内容

基于现有技术存在的锂离子电池用的传统铜箔难以承载更多负极材料以及无法兼顾质量、体积与性能要求的技术问题，本发明拟提供一种高比表面积、高负载能力的多孔铜箔，通过设计一种新型孔洞分布方案，以多孔铜箔为负极材料承载体，能够有效提高单位面积铜箔上负极材料的负载量和吸附能力，且能兼顾质量、体积及性能的要求，以满足电路集成化发展的需求。

基于上述发明目的，本发明的发明人通过设计一种具有多孔的铜箔以实现负极材料承载能力增加、同时减轻质量、体积以满足集成化需求。发明人通过计算及模拟等方法，设计了一种具有特定孔洞分布方案的多孔铜箔，以实现上述发明目的。本发明人通过反复研究、计算及模拟测试不同孔洞设计的机械性能、负极材料的承载能力等，由此得出本发明的技术方案为：一种锂离子电池用的多孔铜箔，所述铜箔上规律分布着穿透铜箔上下表面的微孔；所述微孔包括两种孔径不同的微孔即大微孔及小微孔；所述规律分布指大微孔及小微孔的排列呈硼酸盐玻璃中硼氧三元环排列的形状，其中大微孔位于所述硼氧三元环排列形状的氧位置、小微孔位于所述硼氧三元环排列形状的硼位置。

满足锂离子电池使用需求，铜箔优选厚度为6~100μm。

发明人通过反复的理论计算及模拟分析，优选的，所述小微孔的孔径为大微孔孔径的四分之一，大微孔的孔径为10~1000μm；最近邻两个大微孔间的距离为大微孔直径的3倍。进一步优选的，大微孔孔径为40μm，小微孔的孔径为10μm，最近邻两个大微孔间的距离为120μm。