【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池，具体涉及一种改性铜箔及其制备方法和锂金属电池。
技术介绍
1、随着锂离子电池被广泛的应用，人们对锂电池的能量密度要求也越来越高。石墨负极的比容量为350mah/g，而锂金属负极的理论比容量为3860mah/g，约为石墨负极的10倍，这使得人们纷纷加入研究锂金属电池的行列。
2、锂金属负极电池，是指锂离子在负极金属集流体上得失电子电池。负极金属集流体通常采用的是铜箔，由于锂离子与铜之间的能垒很高，所以当锂离子在铜表面沉积时，会优先朝着立体方向生长，即形成枝晶，当枝晶生长到一定程度就会刺穿隔膜导致短路，内部短路后会产生大量的热，严重的可能会导致电芯的起火爆炸。
3、目前解决这个问题的方法，一个是采用亲锂性的金属作为负极，以诱导锂离子在负极更好的沉积，或者形成合金，另一个是对铜箔表面进行改性，降低锂离子与铜箔之间的能垒，诱导锂离子在铜表面均匀的沉积或者横向生长使其不形成立体的枝晶。如公开号为cn114335441a的专利采用了表面被cu2o改性的铜箔，具体是将铜箔在合适的氧气流量下800℃焙烧2h得到。cu2o是亲锂性氧化物，可以降低锂离子在表面沉积的能垒，而且还可以诱导锂离子在表面均匀成核，使锂离子在表面均匀的沉积而不形成锂枝晶，但是高温焙烧的方法能耗很高且工序复杂。
4、综上，提供一种能工序简单能很好地对铜表面进行改性的方法是很有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决上述问题，提供了一种能耗低，工序简单且易操作的对铜箔表
2、按照本专利技术的技术方案，所述改性铜箔的制备方法，包括以下步骤，
3、s1：对表面具有氧化层的铜箔进行酸处理，使所述氧化层中铜的氧化物转化为cu2+；
4、s2：在碱性条件下，利用含醛基的化合物对步骤s1所得铜箔表面的cu2+进行还原处理，形成氧化亚铜(cu2o)，得到所述改性铜箔。
5、具体的，所述表面具有氧化层的铜箔可以将铜箔放置于空气中形成，铜箔在空气中放置，会在表面形成一层氧化层。所述氧化层中，铜的氧化物可能为cuo和/或cu2(oh)2co3(碱式碳酸铜)，或其他常规能够在空气中氧化形成的铜的氧化物。
6、进一步的，对表面具有氧化层的铜箔进行酸处理之前还包括去除油污的步骤。具体可以采用醇去除油污，如乙醇等。
7、进一步的，所述表面具有氧化层的铜箔的厚度为0.004-0.5mm，其表面粗糙度为1-3μm。
8、进一步的，所述步骤s1中，酸处理的方式为：每隔0.5-2h向所述表面具有氧化层的铜箔的表面喷涂酸，重复3-6次。
9、进一步的，所述步骤s1中，酸处理采用的酸的浓度为1-5mol/l，选自硫酸、盐酸和硝酸中的一种或多种。
10、进一步的，所述步骤s2的具体操作为：将步骤s1所得铜箔置于碱与含醛基的化合物的混合液中，反应得到所述改性铜箔。
11、进一步的，所述碱为naoh和/或koh溶液，浓度(naoh的质量分数)为5-30％；所述混合液中，碱与含醛基的化合物的体积比为2-10：1。
12、进一步的，所述含醛基的化合物选自乙醛和/或葡萄糖。
13、进一步的，所述步骤s2中，还原处理的温度为50-100℃，时间为1.5-4h，具体可以采用水浴、油浴等加热方式进行还原处理。还原处理完成后，取出干燥，得到表面呈现砖红色(cu2o)的改性铜箔。
14、本专利技术的第二方面提供了上述制备方法制备得到的改性铜箔。
15、进一步的，所述改性铜箔包括铜箔和铜箔表面的cu2o层。
16、本专利技术的第三方面提供了一种锂金属电池，包括上述改性铜箔，具体的，以所述改性铜箔作为负极集流体。
17、本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点：
18、1、能耗较低，可以在相对温和的条件下，对铜箔表面进行改性，形成良好的cu2o层，表面形成cu2o层的铜箔库伦效率提升明显，具体的，相比于未改性的铜箔在循环80圈后库伦效率由75％衰减至20％，基于本专利技术改性铜箔的锂金属纽扣电池在循环150圈后库伦效率仍高达89％；
19、2、可以诱导锂离子均匀成核的cu2o涂层由铜箔表面的氧化层直接转化而来，不用另外的原料进行沉积；
20、3、直接利用表面的氧化层转化，不用先除去表面的氧化层，再重新生成，可以有效降低箔材的厚度损失，且可以简化工序。
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1.一种改性铜箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面具有氧化层的铜箔的表面粗糙度为1-3μm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，酸处理的方式为：每隔0.5-2h向所述表面具有氧化层的铜箔的表面喷涂酸，重复3-6次。
4.如权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，酸处理采用的酸的浓度为1-5mol/L，选自硫酸、盐酸和硝酸中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的具体操作为：将步骤S1所得铜箔置于碱与含醛基的化合物的混合液中，反应得到所述改性铜箔。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碱为NaOH和/或KOH溶液，浓度为5-30％；所述混合液中，碱与含醛基的化合物的体积比为2-10：1。
7.如权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述含醛基的化合物选自乙醛和/或葡萄糖。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，还原处理的温度为5
9.一种权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备得到的改性铜箔。
10.一种锂金属电池，其特征在于，采用权利要求9所述的改性铜箔作为负极集流体。
...【技术特征摘要】
1.一种改性铜箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面具有氧化层的铜箔的表面粗糙度为1-3μm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，酸处理的方式为：每隔0.5-2h向所述表面具有氧化层的铜箔的表面喷涂酸，重复3-6次。
4.如权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，酸处理采用的酸的浓度为1-5mol/l，选自硫酸、盐酸和硝酸中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2的具体操作为：将步骤s1所得铜箔置于碱与含醛基的化合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁远勇，郭帅，田文，庞树，於洪将，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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