[发明专利]一种负极集流体、其制备方法与应用

权利要求书

1.一种负极集流体，其特征在于，所述负极集流体包括集流体基体材料和覆盖于所述集流体基体材料表面的诱导层，所述诱导层用于诱导金属沉积；

其中，所述诱导层材料为A_xD_y(x:y＝0.1～10.0)，且所述元素A选自以下一种或多种：硼、碳、氮、镁、铝、硅、磷、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锶、钇、锆、铌、钼、银、镉、铟、锡、锑、钡、钨、铱、铂、金、铅、铋、镧、铈，所述元素D选自以下一种或多种碳、硼、氮、磷、硅、氟、氢；

优选地，所述元素A选自以下一种或多种：镁、铝、钙、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、铌、钼、银、锡、锑、钡、钨、金、铈，所述元素D选自以下一种或多种：碳、硼、氮、磷、硅、氟；

更优选地，所述元素A选自以下一种或多种：铜、铁、钛、钨，所述元素D选自以下一种或多种：碳、硼、氮、磷、氟。

2.根据权利要求1所述的负极集流体，其特征在于，所述诱导层的厚度为10～2000nm，优选为50～1500nm。

3.根据权利要求1或2所述的负极集流体，其特征在于，所述负极集流体的诱导层表面还覆盖有保护层；

优选地，所述保护层厚度为10～1000nm，更优选为20～500nm；和/或

所述保护层材料选自以下一种或多种：PEO/LiTFSI聚合物电解质膜、PEO/LiPF₆聚合物电解质膜、PPC/LiTFSI聚合物电解质膜、PPC/LiPF₆聚合物电解质膜、PAN/LiClO₄聚合物电解质膜、PAN/LiClO₄聚合物电解质膜、PPC/NaTFSI聚合物电解质膜、PEO/NaPF₆聚合物电解质膜、MgX₂-Li_yMg(X＝F,Cl,Br,I；y＝0.001～1000)复合物、LiF/Mg_xLi(x＝0.001～1000)复合物、Li-Li_xSn-PTMEG(x＝0.001～1000)复合保护层。

4.根据权利要求3所述的负极集流体，其特征在于，所述诱导层和所述保护层之间还包括活性金属层；

优选地，所述活性金属层的材料为锂或钠；和/或

优选地，所述活性金属层的厚度为0.1μm～200μm，更优选为0.5μm～100μm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的负极集流体的制备方法，其特征在于，所述方法包括在所述集流体基体材料表面制备诱导层；

优选地，所述制备诱导层的方法选自以下一种或多种：气相沉积、等离子体离子注入、磁控溅射沉积、脉冲激光沉积、热蒸发沉积、原子层沉积、分子层沉积、涂覆。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述制备诱导层的方法为等离子体基离子注入，所述方法包括以下步骤：将含有元素A的集流体基体材料置于含有元素D的前驱体气氛中，通过低温等离子体表面处理技术使D元素与集流体基体材料中的元素A在集流体基体材料表面结合，形成诱导层；

优选地，所述前驱体选自以下一种或多种：甲烷、乙烷、氮气、氨气、硅烷、硼烷、磷化氢，更优选为甲烷、氮气、氨气、硅烷，进一步优选为甲烷、氮气、氨气；和/或

所述前驱体气体的分压为80％～100％，优选为95.0％～99.9％。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述集流体基体材料温度为300～1200℃，优选500～1200℃，更优选为600～1000℃；和/或

所述注入剂量为10¹⁵～10¹⁸ions/cm²。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，当所述集流体基体材料不含有元素A时，在所述集流体基体材料表面镀元素A的镀层；

优选地，所述镀层的厚度为5nm～500nm。