[发明专利]一种金属锂负极用铜箔的图案化方法

权利要求书

1.一种金属锂负极用铜箔的图案化方法，是利用飞秒激光器对铜箔进行图案化；其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)去除铜箔表面油污、杂质；

(2)将铜箔干燥后，固定于由计算机控制的二维精密位移台上；

(3)飞秒激光光束聚焦，使光斑直径缩小至10μm以下；

(4)控制飞秒激光在铜箔驻留时间，利用激光的热效应产生刻蚀，按所需加工图案编写二维精密位移台控制程序，控制激光输出和二维精密位移台的运动，在铜箔上形成所需图案；

(5)清洁图案化后的铜箔表面；

(6)将图案化铜箔进行热还原处理，保温后自然冷却取出，立即在充满氩气的手套箱中装电池。

2.根据权利要求1所述的金属锂负极用铜箔的图案化方法，其特征在于：步骤(1)中，将铜箔在无水乙醇中超声处理10-30min，以去除表面油污和杂质。

3.根据权利要求1所述的金属锂负极用铜箔的图案化方法，其特征在于：步骤(2)中，铜箔干燥温度30℃-60℃、干燥时间5-10min；干燥后放置在二维精密位移台上，将铜箔均匀平整地吸附在样品台上。

4.根据权利要求1所述的金属锂负极用铜箔的图案化方法，其特征在于：步骤(3)中，飞秒激光光束的中心波长为520nm，脉冲重复频率为400Hz，功率为300-500mW，经物镜聚焦到铜箔表面，在聚焦到最小光斑后，再将镜头向下移动20-50μm至铜箔恰好熔化。

5.根据权利要求1所述的金属锂负极用铜箔的图案化方法，其特征在于：步骤(4)中，选用中心波长为520nm，脉冲重复频率为400kHz，将飞秒激光功率调至4000-6000mW，使飞秒激光在铜箔表面产生烧蚀区，飞秒激光一次扫过形成单道线宽5-10μm、深度5-10μm的沟槽，按所加工图案编写平移台控制程序，平台平移距离为5-50μm，形成所需微结构图案。

6.根据权利要求1所述的金属锂负极用铜箔的图案化方法，其特征在于：步骤(5)中，清洁过程为：沿加工方向用丙酮擦拭飞秒激光图案化铜箔表面，将碎屑擦去一部分后，然后超声清洗30-50min。

7.根据权利要求1所述的金属锂负极用铜箔的图案化方法，其特征在于：步骤(6)中，所述热还原处理过程为：将飞秒激光图案化铜箔放置在管式炉中，通入氢气体积分数为5％的H₂和Ar混合气，气流量为50-70sccm，在室温下保温20-30min，升温速率为5-20℃/min，加热至150℃-250℃，保温时间为8-10h，等到温度降为20-30℃后取出试样，立即在充满氩气的手套箱中装电池。