[00125751]多形态纳米碳覆铝/铜的设计开发与推广应用

实现储能设备高功率的基本原则是将其电化学系统的总电阻最小化。电极活性材料与集流体之间是点与面的接触,粘附性能较差,接触电阻较大,需要额外添加粘合剂和导电剂,降低了活性物质比容量和电池倍率性能。目前常用物理涂覆法将导电浆料涂布在铝/铜箔上来制备涂碳铝/铜箔,但导电浆料用量大,易剥离,影响电池性能。项目通过原位自组装法在金属基底上生长一层均匀的多形态碳（碳量子点,碳纳米管,石墨烯）薄膜,以得到的碳覆铝/铜箔为集流体制作的锂离子电池展现了优于市场同类产品的性能,具备经济和社会效益。 一、主要创新内容： 1、同步还原组装技术生长超大面积石墨烯覆金属箔材料。金属（锌、铝、铜等）可以通过氧化还原反应快速去除石墨烯氧化物基面上的含氧基团,触发氧化石墨烯还原自组装成具有大面积横向尺寸的石墨烯,并覆在金属箔表面。 2、双电层介导化学浴沉积法用于制备多形态碳纳米结构覆载金属箔材料。一系列含氧碳纳米结构（碳纳米管、碳点、碳球等）在金属（铝,铜）的引导下自发地组织成大面积、有序的碳膜,形成作用力牢固的碳覆铝/铜箔集流体,在锂电、钠电、超级电容器等储能器件中均有重要的应用价值。 3、金属诱导还原生成的多形态碳（碳颗粒、碳纳米管、碳纤维和石墨烯）,以其宏观膜形态、微观多级孔、高比表面、高导电性等优势,在燃料电池、金属-空气电池、电化学分解水等方面展现出优异的催化性能,具备可观的经济和社会效益。