CN106848328B - 一种负极集流体、电池负极、电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种负极集流体、电池负极、电池及其制备方法。负极集流体的制备方法包括以下步骤：S1，以铜箔或镍箔为集流体基材本体，采用热压工艺或涂膜技术在所述基材本体的上下表面均覆上一层高分子树脂膜，得到上下表面均设置有高分子树脂膜的基材；S2，通过激光打孔工艺或光刻打孔工艺在所述基材本体上表面的高分子树脂膜上打出阵列分布的凹坑结构；S3，将步骤S2处理后的基材清洗干净后烘干；S4，将所述基材浸泡在化学蚀刻液中，对基材本体进行蚀刻，使得基材本体上以凹坑结构处为起始被蚀刻形成的孔洞结构贯穿所述基材本体整体，制得表面具有微米级孔阵列结构的负极集流体。本发明制得的负极集流体可有效提高电池的性能稳定性和安全性。

Description

一种负极集流体、电池负极、电池及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及电池领域，特别是涉及一种负极集流体、电池及其制备方法。
【背景技术】
随着工业的发展和化石能源的枯竭，环境污染和能源匾乏的压力越来越大，寻找新的能源和发展新的节能工具势在必行，发展新能源材料是21世纪亟待解决的问题。锂电池作为电化学储能装置的一种，与传统的铅酸蓄电池、镍镉电池，镍氢等二次电池相比，具有更高的工作电压、能量密度和更低的自放电率，受到了广泛关注和快速发展。近年来，锂电池已经成功应用在电动车、智能手机、可穿戴电子产品，电网产业等领域。
锂金属，因具有高达3860mAh/g的理论能量密度值和最低的还原电势(-3.04V相比于标准氢电极)，被公认为一种理想的可充电电化学储能装置负极材料。与锂离子电池相比，锂金属电池，如锂空气电池和锂硫电池等，具有更高的能量密度值，得到了广泛的研究。然而，在长期的充放电循环过程中，负极锂金属表面会形成锂枝晶，锂枝晶的形成会使得负极材料活性降低，甚至会造成电池的短路，不仅造成了电池性能的衰减，也使得电池的安全性能受到了挑战，从而成为限制锂金属电池应用的主要瓶颈。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种负极集流体、电池负极、电池及其制备方法，制得的负极集流体可有效提高电池的性能稳定性和安全性。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种负极集流体的制备方法，包括以下步骤：S1，以铜箔或镍箔为集流体基材本体，采用热压工艺或涂膜技术在所述基材本体的上下表面均覆上一层高分子树脂膜，得到上下表面均设置有高分子树脂膜的基材；S2，通过激光打孔工艺或光刻打孔工艺在所述基材本体上表面的高分子树脂膜上打出阵列分布的凹坑结构；打孔后，所述凹坑结构贯穿所述基材本体上表面的高分子树脂膜以显露出基材本体，所述凹坑结构顶部的直径在10～100微米的范围，所述凹坑结构底部的直径在5～80微米的范围；S3，将步骤S2处理后的基材清洗干净后烘干；S4，将所述基材浸泡在化学蚀刻液中，对基材本体进行蚀刻，使得基材本体上以所述凹坑结构处为起始被蚀刻形成的孔洞结构贯穿所述基材本体整体，制得表面具有微米级孔阵列结构的负极集流体。
本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：
一种根据如上所述的制备方法制得的负极集流体。
一种电池负极的制备方法，根据如上所述的制备方法制得负极集流体；在所述负极集流体上沉积金属活性物质，制得金属活性物质沉积在所述负极集流体的孔结构中的电池负极。
一种根据如上所述的制备方法制得的电池负极。
一种电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：根据如上所述的制备方法制得电池负极；将所述电池负极与电池正极、隔膜和电解液组装成电池。
一种根据如上所述的制备方法制得的电池。
本发明与现有技术对比的有益效果是：
本发明的负极集流体的制备方法，通过激光打孔或光刻打孔工艺和化学液刻蚀相结合的方法，使得上下表面覆有高分子树脂膜的铜箔/镍箔集流体整体具有微米级的孔阵列结构，得到具有3D分离腔室的负极集流体。这种特定结构的集流体，组装成电池后，使得使用过程中在内部孔中形成的电场分布呈现出平行于孔底部，也即平行于隔膜的状态。这样，长期充放电循环过程中负极金属形成的枝晶结构在电场的驱动下，被有序地、可控地引导分布生长，使得金属枝晶都留在孔洞里面，不与隔膜接触，从而避免枝晶刺穿隔膜的问题，确保金属电池性能的稳定以及安全性。本发明的方法加工工艺简便、可行，可工业化生产可能性大，基于该集流体进一步构筑电池负极及金属电池的方案既能有效解决锂枝晶不可控生长造成的安全性问题，又能保证锂金属电池性能的稳定。
【附图说明】
图1是本发明具体实施方式中激光打孔之后揭掉表面高分子树脂膜之后露出的铜箔表面的光学显微镜图；
图2是本发明具体实施方式中刻蚀之后未揭掉表面高分子膜拍得的光学显微镜图；
图3是本发明具体实施方式中刻蚀之后且揭掉表面高分子膜后拍得的SEM图；
图4是本发明具体实施方式中实施例1覆铜板经过打孔工艺后的表面扫描电镜图；
图5是本发明具体实施方式中实施例1覆铜板经过碱刻蚀后的扫描电镜图；
图6是本发明具体实施方式中实施例1沉积有锂金属后的集流体在揭掉表层高分子薄膜后的扫描电镜图；
图7是本发明具体实施方式中实施例1和对照样例中制得的全电池的比容量、库伦效率与循环次数的关系图；
图8是本发明具体实施方式中实施例1和对照样例中制得的全电池的充放电过电势与循环次数的关系图；
图9是本发明具体实施方式中实施例2覆铜板经过碱刻蚀后的扫描电镜图。
【具体实施方式】
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。
本发明的构思是：锂枝晶/锌枝晶/铝枝晶，属于一种具有树枝状结构的金属，是电池在长期充放电循环过程中锂离子/锌离子/铝离子的不均匀沉积而形成的。自20世纪60年代发现枝晶以来，该问题并没有得到较好的解决。以锂金属为例，为了改善锂金属电池的性能，近期研究主要集中在电解液的改性，锂金属表面机械改性以及表面构筑保护层等，以诱导锂枝晶的定向生长或抑制锂枝晶的形成。其中，不少研究也基于对锂负极集流体-铜的改性，主要思路是制备一种3D结构的铜集流体，如泡沫铜和微米铜阵列等，以实现锂金属的定向诱导生长。然而，上述制备过程工艺相对复杂，一般采用化学反应和热处理还原结合、电纺等工艺，得到的3D结构尺寸为微纳米级，尺寸越小，从而电流密度越低，以抑制枝晶的生长。该方案工艺复杂、可控性差，不适用于大规模工业化生产，商业上使用面窄、成本高。本发明构思采用一些简便可行的工业化加工工艺来制备具有特定结构的铜集流体，通过特定结构在电池应用过程中形成的独特电场分布，不是去抑制枝晶的生长，而是有序地、可控地引导枝晶的分布生长，使枝晶都听留在孔洞里面，不能与隔膜接触刺穿隔膜，从而既能有效解决锂枝晶造成的安全性问题，又能保证锂金属电池性能的稳定，将有利于锂金属电池进一步的产业化应用。
本具体实施方式中提供一种负极集流体的制备方法，包括以下步骤：
S1，以铜箔或镍箔为集流体基材本体，采用热压工艺或涂膜技术在所述基材本体的上下表面均覆上一层高分子树脂膜，得到上下表面均设置有高分子树脂膜的基材。
该步骤中，集流体基材本体可选用铜箔或者镍箔。其中，铜箔比较密实，可满足电池里面较高的封装密度，且商业应用广泛，因此优选可选用铜箔。
在铜箔或者镍箔的上下表面均敷设一层高分子树脂膜，所述高分子树脂膜的材质为环氧类树脂或聚氨酯类树脂。上表面覆上树脂膜的作用包括两方面：一，作为物理绝缘阻挡层，对后续经过打孔、刻蚀后形成的铜孔/镍孔内部的电场分布产生影响，以得到所期望的在铜孔/镍孔内部平行分布的内部电场；二，如果表面没有高分子树脂膜，在化学液刻蚀过程中，铜/镍箔的上表面会暴露在蚀刻液中，使得刻蚀过程从铜的表面自上而下开始刻蚀，无法得到孔阵列。覆上高分子树脂膜后，膜对铜/镍的表面发挥保护作用，使得铜/镍的刻蚀是从打孔露出的表面处扩展，使孔逐渐变大，而不是整个表面均被刻蚀。下表面覆上树脂膜的作用主要是保护铜箔/镍箔的下表面，防止刻蚀过程从下表面整个表面自下而上开始。
敷设高分子树脂膜时，可通过热压或者涂膜工艺。热压时，可直接通过热压工艺将带热固化胶的热压膜热压粘合到铜箔/镍箔上。或者，先在铜箔/镍箔上涂覆热固化胶，然后热压贴合上高分子树脂膜。涂膜工艺敷设时，先将高分子树脂膜涂覆到铜箔/镍箔上，然后在一定温度下保温一段时间使高分子树脂膜固化，从而在铜箔/镍箔上贴合上高分子树脂膜。
具体地，铜箔或者镍箔厚度可控制在10-100微米，高分子树脂膜的厚度可控制在10-80微米。铜箔或者镍箔经过热压工艺或涂膜技术敷设上高分子树脂膜，上下表面的高分子树脂膜与中间的铜或者镍层之间具有良好的结合力，且界面处无气泡。
S2，通过激光打孔或者光刻打孔工艺在基材上打出阵列分布的凹坑结构；打孔后，所述凹坑结构贯穿所述基材本体上表面的高分子树脂膜以显露出基材本体，所述凹坑结构顶部的直径在10～100微米的范围，所述凹坑结构底部的直径在5～80微米的范围。
通过激光打孔或者光刻打孔可形成微米级的凹坑结构，而该凹坑结构顶部的直径在10～100微米的范围。控制在该范围内，一方面，确保凹坑足够大，以使得刻蚀过程中刻蚀液可顺利进入凹坑中，有效进行刻蚀；另一方面，顶部直径在10～100微米的范围与底部的直径在5～80微米的范围，形成顶大底小的凹坑结构，使得后续蚀刻后在基材本体上形成的孔的直径的大小较合适，进而确保最终形成电池后工作时的电场分布为期望的水平方向。
具体地，激光打孔时可采用纳秒、皮秒或飞秒激光器进行激光打孔处理步骤S1得到的覆有树脂膜的铜箔/镍箔。通过激光打孔时的功率以及处理时间等工艺控制，使打孔后，基材本体上表层的高分子树脂膜被打穿，中间铜层/镍层表面出现凹坑，中间的铜层/镍层被激光打孔去掉一部分，至于铜层/镍层的底部，可被打穿，也可不被打穿。但铜层/镍层的下表层高分子膜是未被打穿的。
鉴于激光打孔后形成的孔面积和打孔深度之间相关联，打孔越深，则形成的孔面积越大。如孔面积太大，则后续蚀刻后形成的孔的直径也会越大，将最终影响形成电池后工作时的电场分布。优选地，激光打孔时，中间的铜层/镍层不被打穿，即凹坑结构穿过基材本体的一部分，而不贯穿整个基材本体，穿过部分的深度占5％～60％。例如，步骤S1中，基材本体的厚度为10-100微米，激光打孔工艺中，通过激光的功率、处理时间等的控制使得所述凹坑结构穿过所述基材本体部分的深度为5-30微米。这样，仅穿过基材本体的5％～60％，确保孔不至于过深，孔的直径则不至于过大，从而更好地确保后续的电场分布情形。
而采用光刻打孔时，可选用如SU8等树脂作为光刻胶，在光刻打孔之后，光照固化未打孔区域，最终在所述铜箔或者镍箔基材表面得到具有微孔阵列的高分子膜，微孔的顶部孔径为10-100微米，底部孔径在5-80微米。
如图1所示，为打孔之后，揭掉了表面高分子树脂膜之后露出的铜箔表面的光学显微镜图。可以看出，铜箔表面已形成有凹坑阵列。
S3，将打孔工艺处理后的基材清洗干净后烘干。该步骤中，将基材置于超声清洗机中超声清洗干净，随后置于烘箱中烘干即可。
S4，将基材浸泡在化学蚀刻液中，对基材本体进行蚀刻，使得基材本体上以所述凹坑结构处为起始被蚀刻形成孔洞结构，且孔洞结构贯穿所述基材本体整体，制得表面具有微米级孔阵列结构的集流体。
该步骤是在激光打孔/光刻打孔的基础上通过蚀刻形成孔洞结构，前述激光打孔/光刻打孔之后，形成的阵列凹坑结构使基材本体表面露出或“刨”出坑，此处化学液刻蚀则是让刻蚀液从露出的表面或“刨”出的凹坑处进入，进而以凹坑结构为起始被蚀刻形成足够大的孔洞，以便后续在孔洞内沉积足够多的金属活性物质。
以铜箔为例，蚀刻时，所述化学蚀刻液包括铜盐、助剂和pH调节溶液。刻蚀液中含有铜盐，刻蚀原理是铜盐和助剂进行络合，然后和金属铜反应，生成一价铜。具体地，铜盐可为CuCl2，CuSO4和Cu(NO3)2中的一种或几种。助剂为NH4Cl溶液或乙二胺溶液。上述针对铜箔的化学蚀刻液可以是碱性的，也可以是酸性的。优选地，为碱性蚀刻液，即pH调节溶液为氨水、KOH溶液中的一种或两种，通过pH调节溶液将化学蚀刻液调节为碱性蚀刻液。这是因为，酸液配方的刻蚀速率较快，得到的铜孔洞均匀性没有碱性蚀刻液好，所以优选选择碱性蚀刻液配方对铜箔进行蚀刻。进一步优选地，Cu2+的浓度范围为50-200g/L，所述化学蚀刻液的比重为1.1-1.5。Cu2+的浓度会影响刻蚀过程的速率，最后影响刻蚀后形成的铜孔的质量(均匀性和表面光滑性)。同样地，蚀刻液的比重与蚀刻液的浓度对应，蚀刻液浓度越大，比重就会越大，相应地，也会对最终的刻蚀效果构成影响。经验证，将Cu2+的浓度和蚀刻液的比重控制在上述范围内，打孔处理后刻蚀形成的孔洞的均匀性和光滑性较好，孔洞周围不会形成毛刺，最终制得的负极集流体应用于电池中的性能也较好。
如果前述步骤S1中为镍箔，则化学蚀刻液可选用针对镍金属进行蚀刻的蚀刻液，例如硝酸和硫酸组成的酸性蚀刻液。
如图2所示，为刻蚀之后未揭掉表面高分子膜拍得的光学显微镜图。图中，同心圆中小圈对应的是最上表面的高分子树脂膜被打穿后形成的洞，同心圆中大圈对应的是经过刻蚀之后形成的洞。
图3所示为刻蚀之后且揭掉表面高分子膜后拍得的SEM图，可以明显看到，基材本体被刻蚀之后的效果图，孔洞结构贯穿基材本体整体，孔洞结构的底部对应的是下表面的高分子树脂膜。
本具体实施方式通过上述方式制得表面具有微米级孔阵列结构的负极集流体。微米级孔阵列结构的间距根据激光打孔/光刻打孔工艺参数进行调整；微米孔的直径大小根据刻蚀工艺参数进行调整，如刻蚀液配方和刻蚀时间。制备过程工艺简单、成熟，得到的结构规整、均一性高，易于产业化大批量生产。
应用时，在负极集流体上沉积金属活性物质，制得金属活性物质沉积在所述负极集流体的孔结构中的电池负极。所述金属活性物质为锂金属、锌金属和铝金属，从而可分别得到锂电池负极、锌电池负极和铝电池负极。
得到电池负极后，将其与电池正极、隔膜和电解液组装成电池。该电池使用中，电解液带电，孔中的金属活性物质也带电，电解液从电池负极的孔阵列的孔开口处流入孔内，使得孔内的电场分布呈现出平行于孔底部的方向，也即会呈现出平行于隔膜的状态。在电场的驱动下，生长出来的锂枝晶/锌枝晶/铝枝晶也会平行分布。由于整个结构非常规整，孔洞尺寸均一性高，所以在控制充放电容量的条件下，这些生长出来的枝晶都能很好地控制在孔洞里面，不会突出，也就不会进一步刺穿隔膜，影响电池短路。本具体实施方式制得的负极集流体具有3D孔阵列结构，这种结构的集流体使得其内部电场的分布与其他3D结构得到的电场分布不一样。一般的3D结构的集流体，内部电场分布还是垂直于隔膜方向，而本具体实施方式的3D孔阵列结构会使得电场在孔内部是平行隔膜方向。另外，一般的3D结构的集流体的目的是抑制锂枝晶的生长，但往往不能百分百保证能完全抑制，而本具体实施方式中则不是去抑制枝晶的生长，而是有序地、可控地引导枝晶的分布生长，使枝晶都留在孔洞里面，不能与隔膜接触，从而避免刺穿隔膜。本具体实施方式中是有序地、可控地引导枝晶的生长，而不是去抑制枝晶的生长。
如下，通过具体实施例验证本具体实施方式制得的负极集流体的结构和性能。
实施例1
选择厚度为20um的铜箔，通过涂覆工艺在铜箔上下表面分别涂覆一层聚酰亚胺树脂，随后在80-200℃条件保温5-60分钟，固化得到上下表面贴合聚酰亚胺薄膜的覆铜板。聚酰亚胺薄膜的尺寸为A4纸大小或相当。聚酰亚胺树脂在铜箔上下层固化后，聚酰亚胺薄膜和铜箔两者之间具有良好的结合性能，接触致密，无气泡，不易剥落。
采用波长为1064nm的飞秒激光器，在合适的工艺参数下，对覆铜板进行表面激光处理，使得处理之后的覆铜板表面具有周期排列的凹坑结构；其中，铜表面凹坑间距为50-300微米，凹坑直径为10-60微米，凹坑深度为5-30微米。
将激光处理完后的覆铜板置于超声清洗机中超声处理10min，随后置于50℃烘箱中烘干，得到表面具有微米凹坑阵列的覆铜板。图4所示为覆铜板经过激光打孔后的表面扫描电镜图。可以看出，激光打孔后的孔洞直径分布均匀，洞口处渣质少，表明激光加工精度高，均匀性好。
配制具有1mol/L氯化铜和0.5mol/L氯化铵的混合溶液，随后在室温条件下逐滴加入6mol/L的KOH溶液，调节上述混合溶液的pH值至7.5，得到碱刻蚀母液。将超声处理并烘干后的覆铜板浸泡至上述碱刻蚀母液中，0.5-10h后取出样品并用去离子水冲洗2-3次，待干燥后得到具有微米孔腔室阵列结构的负极集流体。图5所示是覆铜板经过碱刻蚀后的扫描电镜图。刻蚀之后得到微米孔排列整齐，孔径大小一致，表明所制备的集流体的高度一致性。
通过模压冲孔工艺，将激光表面处理和碱液刻蚀之后的负极集流体冲成直径为12mm的圆片。以上述圆片作为正极，金属锂片为负极，在手套箱中组装成CR2032扣式半电池，以便在圆片上沉积锂金属活性物质。静置12h后，在蓝电测试系统下，以0.2-2.0mA/cm2的放电电流密度，在负极集流体上嵌入0.5-5mAh/cm2的锂金属。随后在手套箱中将上述电池拆开，取出嵌有锂金属的负极集流体，用DMC溶剂清洗3次并于室温条件下干燥3h。图6是沉积有锂金属后的集流体在揭掉表层高分子薄膜后的扫描电镜图。可以看到，锂金属均匀分布在各个微米孔洞中，锂金属生长情况大体一致。通过将锂金属可控地限制在孔洞里面，使其不容易刺穿隔膜，引起电池失效。
干燥完成后，以沉积有锂金属活性物质的圆片为电池负极，直径为12mm的商用LiFePO4圆片电极为电池正极，在手套箱中组装成CR2032型全电池，测试其在0.2C，0.5C，和1C条件下的倍率性能和循环稳定性。
对照样例
以未作处理的商业铜箔直接用作负极集流体，作为对照样例，与实施例1中类似工艺制成电池负极、组装成全电池，将制成的电池与实施例1中获得的全电池进行性能测试与对照。具体过程如下：
选择厚度为25微米的商业铜箔，将其冲成直径为12mm的圆片。以上述圆片为正极，金属锂片为负极，在手套箱中组装CR2032扣式半电池。静置12h后，在蓝电测试系统下，以0.2-2mA/cm2的放电电流密度，在铜箔表面上沉积0.5-5mAh/cm2的锂金属。随后在手套箱中将上述电池拆开，取出嵌有锂金属的负极集流体(铜箔)，用DMC溶剂清洗3次并于室温条件下干燥3h。干燥完成后，得到电池负极对照样例。以商业LiFePO4圆片电极或Ni-Co-Mn三元电极材料为电池正极，在手套箱中组装成CR2032型全电池，测试其在0.2C，0.5C，和1C条件下的倍率性能和循环稳定性。
如图7所示，为实施例1和对照样例中制得的全电池的比容量、库伦效率与循环次数的关系图。图中E-Cu对应实施例1的电池，P-Cu对应对照样例中的电池。从该图可以看出，实施例1中的集流体的电池循环寿命明显优于基于对照样例制备的全电池的循环寿命，且电池的库伦效率在长时间充放电过程中没有衰减，表明这种集流体用作锂金属负极的高实用性，制成的电池具有良好的倍率性能和循环稳定性。
如图8所示，为实施例1和对照样例中制得的全电池的充放电过电势与循环次数的关系图。图中E-Cu对应实施例1的电池，P-Cu对应对照样例中的电池。从图中可以看出，实施例1中的集流体制备的电池在充放电过程中具有更稳定的过电势，说明锂金属在这种集流体上的沉积/溶解行为更为稳定，电池的安全性能更高。
实施例2
选择厚度为40um的铜箔，通过热压工艺在铜箔上下表面分别热压一层环氧树脂薄膜，环氧树脂薄膜的尺寸为A4纸大小或相当，且该薄膜与铜箔接触的一侧具有一层厚度为5-30微米的热固化胶。在热压温度为100-200℃和热压压力为0.2-5MPa的条件下，热压0.5-30分钟，得到上下表面贴合环氧树脂薄膜的覆铜板。
采用光刻打孔工艺，在合适的工艺参数下，对覆铜板进行表面打孔处理，使得处理之后的覆铜板表面具有周期排列的凹坑结构；其中，铜表面凹坑间距为20-200微米，凹坑直径为5-20微米，凹坑深度为2-20微米。将打孔处理完后的覆铜板置于超声清洗机中超声处理10min，随后置于50℃烘箱中烘干，得到表面具有微米凹坑阵列的覆铜板。
配制具有1mol/L硫酸铜和0.5mol/L硫酸铵的混合溶液，随后在室温条件下逐滴加入氨水溶液，调节上述混合溶液的pH值至7-10，得到碱刻蚀母液。将超声处理并烘干后的覆铜板浸泡至上述碱刻蚀母液中，3h后取出样品并用去离子水冲洗2-3次，待干燥后得到具有微米孔腔室阵列结构的负极集流体。图9所示是覆铜板经过碱刻蚀后的扫描电镜图。该实施例中的碱液刻蚀条件相比实施例1中的条件不相同，所得到的微米孔尺寸相对于图5中更大，但同样排列整齐，一致性高，这证实了本发明设计得到的材料制备工艺具有良好的可调性。
通过模压冲孔工艺，将光刻打孔处理和碱液刻蚀之后的负极集流体冲成直径为12mm的圆片。以上述圆片为正极，金属锂片为负极，在手套箱中组装CR2032扣式半电池。静置12h后，在蓝电测试系统下，以0.2-2mA/cm2的放电电流密度，在负极集流体上嵌入0.5-5mAh/cm2的锂金属。随后在手套箱中将上述电池拆开，取出嵌有锂金属的负极集流体，用DMC溶剂清洗3次并于室温条件下干燥3h。干燥完成后，以该电极材料为电池负极，直径为12mm的商用Ni-Co-Mn三元电极材料为电池正极，在手套箱中组装成CR2032型全电池，测试其在0.2C，0.5C，和1C条件下的倍率性能和循环稳定性。测试得到的性能图与实施例1中的图7和图8类似，在此不再一一提供。从测试结果表明，该电池在0.2C，0.5C，1C和5C条件下具有良好的倍率性能和循环稳定性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种负极集流体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，以铜箔或镍箔为集流体基材本体，采用热压工艺或涂膜技术在所述基材本体的上下表面均覆上一层高分子树脂膜，得到上下表面均设置有高分子树脂膜的基材；S2，通过激光打孔工艺或光刻打孔工艺在所述基材本体上表面的高分子树脂膜上打出阵列分布的凹坑结构；打孔后，所述凹坑结构贯穿所述基材本体上表面的高分子树脂膜以显露出基材本体，所述凹坑结构顶部的直径在10～100微米的范围，所述凹坑结构底部的直径在5～80微米的范围；S3，将步骤S2处理后的基材清洗干净后烘干；S4，将所述基材浸泡在化学蚀刻液中，对基材本体进行蚀刻，使得基材本体上以所述凹坑结构处为起始被蚀刻形成的孔洞结构贯穿所述基材本体整体，制得表面具有微米级孔阵列结构的负极集流体。
2.根据权利要求1所述的负极集流体的制备方法，其特征在于：步骤S1中以铜箔为集流体基材本体；步骤S4中，所述化学蚀刻液包括铜盐、助剂和pH调节溶液。
3.根据权利要求2所述的负极集流体的制备方法，其特征在于：所述化学蚀刻液为碱性蚀刻液，pH调节溶液为氨水、KOH溶液中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的负极集流体的制备方法，其特征在于：步骤S2中，采用激光打孔工艺进行打孔处理，打孔后所述凹坑结构穿过所述基材本体部分的深度为所述基材本体整体深度的5％～60％。
5.一种根据权利要求1～4任一项所述的制备方法制得的负极集流体。
6.一种电池负极的制备方法，其特征在于：根据权利要求1～4任一项所述的制备方法制得负极集流体；在所述负极集流体上沉积金属活性物质，制得金属活性物质沉积在所述负极集流体的孔结构中的电池负极。
7.一种根据权利要求6所述的制备方法制得的电池负极。
8.一种电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：根据权利要求6所述的制备方法制得电池负极；将所述电池负极与电池正极、隔膜和电解液组装成电池。
9.一种根据权利要求8所述的制备方法制得的电池。
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