CN107994233A - 表面具有金刚石层的铝电极及其制备方法与锂二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种表面具有金刚石层的铝电极，包括铝基体和设置于所述铝基体一侧表面的金刚石层，所述金刚石层包括纯的金刚石层或具有掺杂元素的金刚石层，所述掺杂元素包括硼和氮中的一种或多种。本发明提供的表面具有金刚石层的铝电极，可有效地防止铝电极在电池充放电过程中出现枝晶生长和电极粉化的现象，极大地提高铝电极的使用性能与使用寿命。本发明还提供了一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法。本发明提供的方法，工艺简单，成本低，可有效地在铝基体上沉积金刚石层。

Description

表面具有金刚石层的铝电极及其制备方法与锂二次电池
技术领域
本发明属于金刚石薄膜技术领域，具体涉及表面具有金刚石层的铝电极及其制备方法与锂二次电池。
背景技术
在锂离子电池领域中，金属铝因质轻、价格低廉、可用作集流体或同时充当集流体和负极活性材料，而广泛用于锂离子电池的负极中。然而铝作为负极会在电池充放电过程中出现枝晶和电极粉化现象，因而极大地降低了电池的使用安全性和循环性能。
为了解决上述问题，目前业内通常采用如下两种方式：(1)将电池的液体电解质替换为高强度凝胶/固体电解质；(2)在铝电极表面预先形成一层稳定的SEI膜。但这些方法的改善效果有限，而且成本高，不利于大规模生产使用。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种可以抑制枝晶生长和电极粉化现象的铝电极，提高铝电极的使用性能与使用寿命。
本发明第一方面提供了一种表面具有金刚石层的铝电极，包括铝基体和设置于所述铝基体一侧表面的金刚石层，所述金刚石层包括纯的金刚石层或具有掺杂元素的金刚石层，所述掺杂元素包括硼和氮中的一种或多种。
其中，所述金刚石层的厚度为50－300nm。
其中，所述铝电极进一步包括设置在所述金刚石层表面的电极活性材料层。
其中，还包括设置于所述铝基体相对的另一侧表面的所述金刚石层。
其中，所述铝基体的厚度为50－500μm。
本发明第一方面提供的表面具有金刚石层的铝电极，由于铝基体一侧的表面沉积有金刚石层，绝大程度上抑制了锂离子在铝电极表面的生长，防止了枝晶生长现象的发生。而且由于金刚石层的存在，同时也抑制了锂离子在嵌入或嵌出铝电极时而产生的体积膨胀，防止了电极粉化的产生，有效地保护了铝电极。当金刚石层为掺硼金刚石层、掺氮金刚石层或硼氮共掺杂金刚石层时，除了可以使铝电极具有纯金刚石层高熔点、高硬度和高导热率等优点的同时，还具有良好的导电性以及较宽的电化学窗口等优点，可以更好地提升铝电极的性能。
本发明第二方面提供了一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法，包括以下步骤：
取铝基体，将所述铝基体进行清洗后，对所述铝基体进行金刚石植晶操作；
将金刚石植晶后的所述铝基体置于含冷却装置的沉积设备中沉积金刚石层，形成表面具有金刚石层的铝基体，沉积过程中，所述铝基体置于所述冷却装置上，所述冷却装置用于在沉积过程中控制所述铝基体的温度在铝熔点以下；
将所述具有金刚石层的铝基体裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层的铝电极。
其中，所述冷却装置为水冷台或油冷台。
其中，采用热丝化学气相沉积法或微波化学气相沉积法沉积所述金刚石层，在所述沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷和氩气或氢气、甲烷、氩气和掺杂气体，所述掺杂气体为氮气和硼烷中的一种或多种，所述氢气的流量为200－500sccm，所述甲烷的流量为18－50sccm，所述氩气的流量为251－283sccm，所述氮气的流量为32－50sccm，所述硼烷的流量为18－50sccm，沉积温度为500－640℃，压强为1500－2000Pa，沉积时间为5－10h。
其中，沉积所述金刚石层步骤之前，所述金刚石植晶的具体操作为：将清洗后的所述铝基体置于纳米金刚石悬浊液中进行超声，超声时间为15－30min。
本发明第二方面提供的表面具有金刚石层的铝电极制备方法，由于将铝基体置于冷却装置上，使铝基体在制备过程中不会因为温度过高而熔融。使金刚石层可以良好地沉积在铝基体上。
本发明第三方面提供了一种锂二次电池，包括本发明第一方面提供的表面具有金刚石层的铝电极。
本发明第三方面提供的一种锂二次电池，包括本发明第一方面提供的表面具有金刚石层的铝电极，使得锂二次电池可以防止枝晶生长和电极粉化，制备出的锂电池循环性能更稳定，充放电比容量要大2倍左右，使用寿命更加长。极大地提高了锂二次电池的使用性能和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图进行说明。
图1为本发明实施例中铝电极的结构示意图；
图2为本发明实施例中铝电极的金刚石层的表面形貌图；
图3为本发明实施例中铝电极的金刚石层的截面形貌图；
图4为本发明实施例中铝电极制备方法的工艺流程图；
图5为本发明实施例中铝基体在喷砂、酸洗或碱洗处理后的表面形貌图。
具体实施方式
以下是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
请参阅图1－图3，本发明实施例提供的一种表面具有金刚石层2的铝电极，包括铝基体1和设置于铝基体1一侧表面的金刚石层2，金刚石层2包括纯的金刚石层或具有掺杂元素的金刚石层2，掺杂元素包括硼和氮中的一种或多种。
首先，由于铝基体1一侧的表面沉积有金刚石层2，绝大程度上抑制了锂离子在铝电极表面的生长，防止了枝晶生长现象的发生。聚集在铝基体1表面的锂离子也因金刚石层2的高硬度，无法穿破金刚石层2继续生长。如图2所示，致密的金刚石层2也会进一步阻止枝晶的生长，使其无法穿破金刚石层2。其次，锂离子在嵌入或嵌出铝电极时会产生体积膨胀，但由于金刚石层2的存在，抑制了锂离子在嵌入或嵌出铝电极时而产生的体积膨胀，防止了电极粉化的产生，有效地保护了铝电极。再次，当金刚石层2为掺硼金刚石层2、掺氮金刚石层2或硼氮共掺杂金刚石层2时，除了可以使铝电极具有纯金刚石层2高熔点、高硬度和高导热率等优点的同时，还具有良好的导电性以及较宽的电化学窗口等优点，可以更好地提升铝电极的性能。
本发明优选实施方式中，金刚石层2的厚度为50－300nm。优选地，金刚石层2的厚度为100－300nm，更优选地，金刚石层2的厚度为250nm(如图3所示)。
本发明实施方式中，当铝电极用于常规的锂离子电池体系中时，铝电极进一步包括设置在金刚石层2表面的电极活性材料层(未在图中示出)。本发明的表面具有金刚石层2的铝电极在锂离子电池中一般应用于负极中，因此优选地，电极活性材料层为负极活性材料层，通常包括负极活性材料、导电剂和粘结剂等。
本发明优选实施方式中，金刚石层2还可以设置于铝基体1相对的另一侧表面。在铝基体1相对的两侧均设有金刚石层2可以更好地防止枝晶生长和电极粉化现象的产生。
本发明优选实施方式中，铝基体1的厚度为50－500μm。优选地，铝基体1的厚度为50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm。
请参阅图4－图5，本发明实施例提供的一种表面具有金刚石层2的铝电极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取铝基体1，将铝基体1进行清洗后，对铝基体1进行金刚石植晶操作；
步骤2：将清洗后的铝基体1置于含冷却装置的沉积设备中沉积金刚石层2，形成表面具有金刚石层2的铝基体1，沉积过程中，铝基体1置于冷却装置上，冷却装置用于在沉积过程中控制铝基体1的温度在铝熔点以下；
步骤3：将具有金刚石层2的铝基体1裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层2的铝电极。
步骤1中，将铝基体1进行清洗后。优选地，清洗操作包括喷砂、酸洗和碱洗中的一种或多种。清洗使得铝基体1表面变得粗糙，进而使得铝基体1表面腐蚀出很多的孔洞(如图5所示)，更易于金刚石层2的生长。金刚石植晶操作使得纳米金刚石颗粒吸附在铝基体表面，充当形核点，使金刚石层更易沉积。步骤2中，由于铝的熔点只有660.4℃，而金刚石层2的沉积温度为500－640℃，常规的制备方法会使铝基体1熔融甚至蒸发，根本无法将金刚石层2沉积于铝基体1的表面。因此本发明采用含冷却装置的沉积设备，将铝基体1置于冷却装置上，并控制制备参数，且样品台的材质包括紫铜盘、钼盘和石墨盘中的一种或多种，样品台的导热性能好。多种因素的综合作用使铝基体1在制备过程中不会因为温度过高而熔融。最终令金刚石层2可以良好地沉积在铝基体1上。步骤3中，将具有金刚石层2的铝基体1裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层2的铝电极后，还可以将铝电极进行电池装配，得到锂二次电池。本发明第二方面提供的表面具有金刚石层2的铝电极制备方法，工艺简单，成本较低，可以很好地在铝基体1上沉积金刚石层2。
本发明优选实施方式中，冷却装置为水冷台或油冷台。水冷台或油冷台可以良好地控制铝基体1在沉积过程中，铝基体1的温度在熔点以下。优选地，冷却装置为水冷台。
本发明优选实施方式中，将铝基体1进行喷砂处理前，还需将铝基体1进行预清洗。优选地，预清洗的具体操作包括：将铝基体1置于去离子水中超声清洗10－30min，随后再将铝基体1置于丙酮溶液中超声清洗5－10min，最后用氮气吹干。
本发明优选实施方式中，清洗具体包括喷砂、碱洗、酸洗或喷砂和酸洗。然后再用去离子水超声铝基体1两次，每次5－10min，最后用酒精超声铝基体1一次，时间5－10min。
本发明优选实施方式中，喷砂处理的具体操作为采用碳化硅砂对铝基体1喷砂2－5min，优选地，碳化硅砂为100－150目；酸洗过程中，将铝基体1置于酸溶液中浸泡30s－4min，酸溶液包括硝酸、硫酸、盐酸、磷酸、草酸和柠檬酸中的一种或多种；碱洗过程中，将铝基体1置于碱溶液中浸泡1－5min，碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种或多种，酸溶液或碱溶液的浓度为0.1－0.5mol/L。
本发明优选实施方式中，金刚石植晶的具体操作为：配置纳米金刚石悬浊液，将清洗后的铝基体1置于纳米金刚石悬浊液中进行超声，超声时间为15－30min。
悬浊液包括分散剂、纳米金刚石粉和溶剂，悬浊液的pH为2－8，分散剂的浓度为10－7－10－4mol/L。分散剂为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，溶剂为去离子水。纳米金刚石为爆轰纳米金刚石粉，爆轰纳米金刚石粉在悬浊液中的质量浓度为0.005－0.5％wt.％。配置纳米金刚石悬浊液的具体操作为将分散剂与溶剂混合，并将纳米金刚石加至混合溶液中并超声15－30min。
本发明优选实施方式中，采用热丝化学气相沉积法或微波化学气相沉积法沉积金刚石层2，在沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷和氩气或氢气、甲烷、氩气和掺杂气体，掺杂气体为氮气和硼烷中的一种或多种，氢气的流量为200－500sccm，甲烷的流量为18－50sccm，氩气的流量为251－283sccm，氮气的流量为32－50sccm，硼烷的流量为18－50sccm，沉积温度为500－640℃，压强为1500－2000Pa，沉积时间为5－10h。
采用热丝化学气相沉积法时，灯丝功率为6000－6900W，灯丝距离样品10－25mm。以此来良好地控制沉积温度。
本发明实施例提供的一种锂二次电池，包括本发明实施例提供的表面具有金刚石层2的铝电极，使得锂二次电池可以防止枝晶生长和电极粉化，制备出的锂电池循环性能更稳定，充放电比容量要大2倍左右，使用寿命更加长。极大地提高了锂二次电池的使用性能和使用寿命。
下面分多个实施例对本发明实施例进行进一步的说明。
实施例1
一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取铝基体，将铝基体置于去离子水中超声清洗10min，随后再将铝基体置于丙酮溶液中超声清洗5min，用氮气吹干。采用120目的碳化硅砂对铝基体喷砂2min，然后再用去离子水超声铝基体两次，每次5min，最后用酒精超声铝基体1次，每次5min。将清洗后的铝基体置于配置好的纳米金刚石悬浊液进行超声，超声的时间为30min。
步骤2：将植晶后的铝基体置于含水冷台的热丝化学气相沉积设备中沉积金刚石层，铝基体置于水冷台上，在沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷和氩气，氢气的流量为200sccm，甲烷的流量为18sccm，氩气的流量为283sccm，灯丝功率为6000W，灯丝距离样品25mm，沉积温度为550℃，压强为1500Pa，沉积时间为5h，形成表面具有金刚石层的铝基体，
步骤3：将具有金刚石层的铝基体裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层的铝电极。
实施例2
一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取铝基体，将铝基体置于去离子水中超声清洗20min，随后再将铝基体置于丙酮溶液中超声清洗7min，用氮气吹干。采用100目的碳化硅砂对铝基体喷砂2min。将喷砂后的铝基体置于0.3mol/L的硝酸溶液中浸泡30s，然后再用去离子水超声铝基体两次，每次5min，最后用酒精超声铝基体1次，每次5min。将清洗后的铝基体置于配置好的纳米金刚石悬浊液进行超声，超声的时间为30min。
步骤2：将植晶后的铝基体置于含水冷台的热丝化学气相沉积设备中沉积金刚石层，铝基体置于水冷台上，在沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷、氩气和硼烷，氢气的流量为200sccm，甲烷的流量为18sccm，氩气的流量为265sccm，硼烷的流量为18sccm，灯丝功率为6000W，灯丝距离样品25mm，沉积温度为640℃，压强为1500Pa，沉积时间为5h，形成表面具有金刚石层的铝基体，
步骤3：将具有金刚石层的铝基体裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层的铝电极。
实施例3
一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取铝基体，将铝基体置于去离子水中超声清洗10min，随后再将铝基体置于丙酮溶液中超声清洗10min，用氮气吹干。将铝基体置于0.5mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡4min，然后再用去离子水超声铝基体两次，每次5min，最后用酒精超声铝基体1次，每次5min，取出后用氮气吹干。将清洗后的铝基体置于配置好的纳米金刚石悬浊液进行超声，超声的时间为30min。
步骤2：将植晶后的铝基体置于含水冷台的热丝化学气相沉积设备中沉积金刚石层，铝基体置于水冷台上，在沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷和氩气，氢气的流量为500sccm，甲烷的流量为50sccm，氩气的流量为283sccm，灯丝功率为6000W，灯丝距离样品25mm，沉积温度为590℃，压强为1500Pa，沉积时间为5h，形成表面具有金刚石层的铝基体，
步骤3：将具有金刚石层的铝基体裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层的铝电极。
实施例4
一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取铝基体，将铝基体置于去离子水中超声清洗10min，随后再将铝基体置于丙酮溶液中超声清洗5min，用氮气吹干。将铝基体置于0.3mol/L的氢氧化钾溶液中浸泡2min，然后再用去离子水超声铝基体两次，每次5min，最后用酒精超声铝基体1次，每次5min，取出后用氮气吹干。将清洗后的铝基体置于配置好的纳米金刚石悬浊液进行超声，超声的时间为20min。
步骤2：将植晶后的铝基体置于含油冷台的微波化学气相沉积设备中沉积金刚石层，铝基体置于油冷台上，在沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷、氩气、氮气和硼烷，氢气的流量为500sccm，甲烷的流量为30sccm，氩气的流量为251sccm，氮气的流量为40sccm，硼烷的流量为35sccm，沉积温度为600℃，压强为1500－2000Pa，沉积时间为5－10h，形成表面具有金刚石层的铝基体，
步骤3：将具有金刚石层的铝基体裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层的铝电极。
实施例5
一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取铝基体，将铝基体置于去离子水中超声清洗20min，随后再将铝基体置于丙酮溶液中超声清洗5min，用氮气吹干。采用130目的碳化硅砂对铝基体喷砂4min。将喷砂后的铝基体置于0.4mol/L的磷酸溶液中浸泡4min，然后再用去离子水超声铝基体两次，每次5min，最后用酒精超声铝基体1次，每次5min，取出后用氮气吹干。将清洗后的铝基体置于配置好的纳米金刚石悬浊液进行超声，超声的时间为20min。
步骤2：将植晶后的铝基体置于含水冷台的热丝化学气相沉积设备中沉积金刚石层，铝基体置于水冷台上，在沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷、氩气和硼烷，氢气的流量为200sccm，甲烷的流量为18sccm，氩气的流量为283sccm，硼烷的流量为50sccm，灯丝功率为6500W，灯丝距离样品20mm，沉积温度为580℃，压强为1500Pa，沉积时间为5h，形成表面具有金刚石层的铝基体，
步骤3：将具有金刚石层的铝基体裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层的铝电极。
实施例6
一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取铝基体，将铝基体置于去离子水中超声清洗30min，随后再将铝基体置于丙酮溶液中超声清洗10min，用氮气吹干。采用140目的碳化硅砂对铝基体喷砂5min。将喷砂后的铝基体置于0.4mol/L的硝酸溶液中浸泡30s，然后再用去离子水超声铝基体两次，每次5min，最后用酒精超声铝基体1次，每次5min，取出后用氮气吹干。将清洗后的铝基体置于配置好的纳米金刚石悬浊液进行超声，超声的时间为30min。
步骤2：将植晶后的铝基体置于含水冷台的热丝化学气相沉积设备中沉积金刚石层，铝基体置于水冷台上，在沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷、氩气和硼烷，氢气的流量为230sccm，甲烷的流量为18sccm，氩气的流量为265sccm，硼烷的流量为18sccm，灯丝功率为6500W，灯丝距离样品20mm，沉积温度为520℃，压强为2000Pa，沉积时间为5h，形成表面具有金刚石层的铝基体，
步骤3：将具有金刚石层的铝基体裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层的铝电极。
实施例7
一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取铝基体，将铝基体置于去离子水中超声清洗30min，随后再将铝基体置于丙酮溶液中超声清洗15min，用氮气吹干。采用120目的碳化硅砂对铝基体喷砂2min。将喷砂后的铝基体置于0.4mol/L的柠檬酸溶液中浸泡30s，然后再用去离子水超声铝基体两次，每次5min，最后用酒精超声铝基体1次，每次5min，取出后用氮气吹干。将清洗后的铝基体置于配置好的纳米金刚石悬浊液进行超声，超声的时间为25min。
步骤2：将植晶后的铝基体置于含水冷台的热丝化学气相沉积设备中沉积金刚石层，铝基体置于水冷台上，在沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷、氩气和氮气，氢气的流量为200sccm，甲烷的流量为18sccm，氩气的流量为251sccm，氮气的流量为32sccm，灯丝功率为6500W，灯丝距离样品20mm，沉积温度为560℃，压强为1500Pa，沉积时间为5h，形成表面具有金刚石层的铝基体，
步骤3：将具有金刚石层的铝基体裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层的铝电极。
实施例8
一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取铝基体，将铝基体置于去离子水中超声清洗15min，随后再将铝基体置于丙酮溶液中超声清洗10min，用氮气吹干。采用120目的碳化硅砂对铝基体喷砂2min。将喷砂后的铝基体置于0.2mol/L的草酸溶液中浸泡1min，然后再用去离子水超声铝基体两次，每次5min，最后用酒精超声铝基体1次，每次5min，取出后用氮气吹干。将清洗后的铝基体置于配置好的纳米金刚石悬浊液进行超声，超声的时间为30min。
步骤2：将植晶后的铝基体置于含油冷台的热丝化学气相沉积设备中沉积金刚石层，铝基体置于油冷台上，在沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷和氩气，氢气的流量为200sccm，甲烷的流量为18sccm，氩气的流量为283sccm，灯丝功率为6900W，灯丝距离样品10mm，沉积温度为540℃，压强为1500Pa，沉积时间为5h，形成表面具有金刚石层的铝基体，
步骤3：将具有金刚石层的铝基体裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层的铝电极。
实施例9
一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取铝基体，将铝基体置于去离子水中超声清洗15min，随后再将铝基体置于丙酮溶液中超声清洗10min，用氮气吹干。采用130目的碳化硅砂对铝基体喷砂2min。将喷砂后的铝基体置于0.2mol/L的盐酸溶液中浸泡30s，然后再用去离子水超声铝基体两次，每次5min，最后用酒精超声铝基体1次，每次5min，取出后用氮气吹干。将清洗后的铝基体置于配置好的纳米金刚石悬浊液进行超声，超声的时间为30min。
步骤2：将植晶后的铝基体置于含水冷台的热丝化学气相沉积设备中沉积金刚石层，铝基体置于水冷台上，在沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷、氩气和硼烷，氢气的流量为200sccm，甲烷的流量为18sccm，氩气的流量为265sccm，硼烷的流量为18sccm，灯丝功率为6900W，灯丝距离样品10mm，沉积温度为540℃，压强为1500Pa，沉积时间为5h，形成表面具有金刚石层的铝基体，
步骤3：将具有金刚石层的铝基体裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层的铝电极。
以上对本发明实施方式所提供的表面具有金刚石层的铝电极及其制备方法与锂二次电池进行了详细介绍，本文对本发明的原理及实施方式进行了阐述与说明，以上说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种表面具有金刚石层的铝电极，其特征在于，包括铝基体和设置于所述铝基体一侧表面的金刚石层，所述金刚石层包括纯的金刚石层或具有掺杂元素的金刚石层，所述掺杂元素包括硼和氮中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的铝电极，其特征在于，所述金刚石层的厚度为50-300nm。
3.如权利要求1所述的铝电极，其特征在于，所述铝电极进一步包括设置在所述金刚石层表面的电极活性材料层。
4.如权利要求1所述的铝电极，其特征在于，还包括设置于所述铝基体相对的另一侧表面的所述金刚石层。
5.如权利要求1所述的铝电极，其特征在于，所述铝基体的厚度为50-500μm。
6.一种表面具有金刚石层的铝电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取铝基体，将所述铝基体进行清洗后，对所述铝基体进行金刚石植晶操作；
将金刚石植晶后的所述铝基体置于含冷却装置的沉积设备中沉积金刚石层，形成表面具有金刚石层的铝基体，沉积过程中，所述铝基体置于所述冷却装置上，所述冷却装置用于在沉积过程中控制所述铝基体的温度在铝熔点以下；
将所述具有金刚石层的铝基体裁剪至目标尺寸，得到表面具有金刚石层的铝电极。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述冷却装置为水冷台或油冷台。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用热丝化学气相沉积法或微波化学气相沉积法沉积所述金刚石层，在所述沉积过程中，通入的气体包括氢气、甲烷和氩气或氢气、甲烷、氩气和掺杂气体，所述掺杂气体为氮气和硼烷中的一种或多种，所述氢气的流量为200-500sccm，所述甲烷的流量为18-50sccm，所述氩气的流量为251-283sccm，所述氮气的流量为32-50sccm，所述硼烷的流量为18-50sccm，沉积温度为500-640℃，压强为1500-2000Pa，沉积时间为5-10h。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述金刚石植晶的具体操作为：将清洗后的所述铝基体置于纳米金刚石悬浊液中进行超声，超声时间为15-30min。
10.一种锂二次电池，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的表面具有金刚石层的铝电极。
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