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传统锂离子电池用石墨负极的理论比容量仅为372 mAh g-1,成为限制锂离子电池性能提升的关键之一,为提高电极的比容量,研究者主要集中于开发新型高性能纳米电极活性材料。但纳米活性材料在组装过程中易发生团聚现象,且高负载下造成电极中离子扩散阻力急剧增加,限制了其性能发挥。因此,开发适用于纳米电极材料组装的新工艺和新技术是实现高性能纳米材料应用的前提。本论文以制备三维(3D)多孔铜集流体为基础,以纳米石墨为例,开发高负载、高性能纳米复合电极新技术。研究结果如下:(1)采用NIPS法和固相烧结工艺制备三维多孔铜集流体。通过调整铸膜液配比获得柔韧的Cu掺杂多孔PNA膜生坯;然后将生坯在空气中高温氧化去除PNA获得氧化铜薄膜,氧化铜薄膜继承了PNA膜的三维多孔结构;最后调控还原温度获得孔结构可控的柔韧多孔铜膜集流体。其最优工艺为:600℃下1h氧化及1h还原。(2)采用超声涂覆和轧制工艺制备高负载纳米材料复合电极。通过调控活性物质浆料浓度、电极涂覆方法及轧制工艺,获得高密度、高负载、高容量复合电极制备新技术。(3)电化学性能测试表明:以制备的3D多孔铜膜为集流体时,复合电极在较高负载量(4.4mg cm-2、3.2mg cm-2和2.7mg cm-2)下具有优异的电化学性能,在0.1 C的电流密度下其比容量分别为868.4 mAh g-1、970.8 mAh g-1和845.8 mAh g-1,即使在2.0 C的电流密度下其比容量仍为185 mAh g-1、247.9 mAh g-1和231.3 mAh g-1,循环150圈后,其比容量分别为661.6 mAh g-1、593.8 mAhg-和601.9 mAh g-1,容量保持率分别为77.1%、61.2%和71.2%,且3DP-42Cu/BG复合电极其体积比容量高达415.0 mAh cm-3。而以铜箔为集流体时,当负载量达到3 mg cm-2时,其比电容会迅速衰减,无法满足使用要求,说明本论文所开发的新技术具有传统方法所无法比拟的优势。