[发明专利]用作电极的具有分层结构的大面积铜纳米泡沫

权利要求书

1.一种方法，所述方法包括：

使用包埋渗工艺来制造前体合金，其中所述前体合金形式为箔；

使所述前体合金脱合金；并且

使用所述脱合金的前体合金，遍及试样形成纳米级铜支柱和孔；以及

获得分层多微孔或纳米多孔铜或全纳米多孔铜的试样，

其中所述前体合金的箔包含铝-铜合金，铝浓度具有从20原子%至85原子%的浓度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括

在盐酸的脱合金溶液中处理所述前体合金，其中能够将纽带尺寸修改为从50纳米至500纳米，

将孔尺寸控制为从10纳米至10微米，这由不同铝-铜相的不同腐蚀行为产生。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法包括：

当形成前体合金时，从400摄氏度至900摄氏度选择包埋渗温度。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述脱合金溶液是0.01摩尔至20摩尔的盐酸溶液并且处于20摄氏度至100摄氏度下。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述包埋渗工艺包括使用一种或多种金属粉末、填料和卤化物盐活化剂的混合粉末包装。

6.根据权利要求2所述的方法，其中能够基于参考标准氢电极的化学腐蚀电位差来对所制作的前体合金执行所述脱合金工艺，

其中铝能够用与铜比拥有更大的腐蚀性的另一元素替换，所述另一元素能够包括选自由以下项组成的组的材料：镁（Mg）、硅（Si）、铬（Cr）、铌（Nb）、锌（Zn）、钛（Ti）、钼（Mo）、锡（Sn）和锰（Mn）。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述卤化物盐活化剂是选自由以下项组成的组的材料：氯化钠（NaCl）、氟化钠（NaF）和氯化铵（NH₄Cl）。

8.根据权利要求7所述的方法，其中能够将所述包埋渗温度设置在金属前体的熔化温度以下。

9.根据权利要求2所述的方法，其中所述脱合金溶液选自由以下项组成的组：氯化氢（HCl）、氢氧化钠（NaOH）、硝酸（NaOH）、磷酸（H₃PO₄）和高氯酸（HClO₄）。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述制造的分层多微孔或纳米多孔或全纳米多孔铜（NPC）由于其大的表面面积和独特的三维结构而用于各种能源装置。

11. 一种包括根据权利要求1所述的试样的锂离子电池负极集流器，其中所述试样用锡活性材料涂布，由此经涂布的试样与锂离子起反应并且储存锂离子，而且在充放电循环过程期间很好地适应体积膨胀。

12.一种包括根据权利要求1所述的试样的锂离子电池负极集流器，其中所述试样用锡活性材料涂布，并且

在纳米铜泡沫负极中填充附加负极活性材料，其中所述材料包括基于石墨的材料、基于金属的材料或基于氧化物的材料中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的锂离子电池负极集流器，其中所述附加负极活性材料选自由以下项组成的组：人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、锡-锂基合金、硅-锂基合金、铟-锂基合金、锑-锂基合金、锗-锂基合金、铋-锂基合金、镓-锂基合金，以及包含SnO₂、Co₃O₄、CuO、NiO和Fe₃O₄中的至少一种的基于氧化物的材料。