本发明涉及一种锂金属电池负极片的制备方法，尤其是一种锂铜复合金属负极片的规模化生产方法，属于储能电池技术领域。
背景技术：
锂金属负极以3860mah·g-1的高容量和相对于标准氢电极的-3.040v电势而成为储能领域革新的理想负极材料，因此受到了科研人员及企业家们的广泛关注。此外，采用锂金属负极充当对电极来组装锂硫电池和锂空气电池分别能够获得2600wh·kg-1和3500wh·kg-1的高能量密度。锂金属在电池中具有极大的优势，然而在实际应用过程中遇到的安全性问题，例如1979年商业化生产的li/tis2电池一问世就出现了电池爆炸的问题，这是因为当锂作为电池负极时，在循环过程中金属锂的表面在这种平整锂片表面沉积时，由于尖端沉积效应，后续沉积的锂会沿着先沉积的锂生长，进而形成锂枝晶，枝晶锂的持续生长就会刺穿隔膜造成电池短路而引发电池的爆炸。因此，新型锂金属负极材料能够抑制枝晶锂的生长成为高能量密度电池（例如锂硫电池和锂空气电池等）产业化应用的关键。
技术实现要素：
本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种锂铜复合金属负极片的规模化生产方法，采用简单的方法将钝化锂粉末与铜粒子粉末混合后涂覆在铜箔表面得到锂铜复合金属负极片，不仅减小了铜与锂的内部接触电阻，通过铜粒子电极的三维结构抑制电池循环过程中的枝晶锂生成，减小了电池的安全隐患，增加了电池寿命和稳定性，而且操作简便，污染小，能耗低，成本低。
为了达到以上目的，本发明提供了一种锂铜复合金属负极片的规模化生产方法，包括以下步骤：
第一步、按照质量比（0.5～2）:1取钝化锂粉和铜粒子，将铜粒子、溶剂、粘结剂和钝化锂粉混合均匀得到浆料；
第二步、将浆料涂覆在衬底上，在真空及25～60℃条件下干燥0.5～24h，挥发完溶剂，得到锂铜复合金属负极片。
本发明通过调控钝化锂粉与铜粒子的质量比，将质量比调控到最佳范围，使得铜粒子构筑的三维结构能够很好地容纳锂，并且调控锂的质量能够满足电池所需而不产生锂的浪费。
本发明采用铜粒子构筑三维导电框架，是由于首先采用锂片或者锂粉来充当负极材料，是无法做到抑制锂枝晶形成和生长的，本发明采用铜粒子作为一种导电框架不仅是起到导电的作用，在具体的电池构建中，铜粒子还与钝化锂粉（锂粒子）进行混合得到的一种均匀的体相结构，在电池的实际工作过程中，例如脱锂过程，锂从负极脱出，只留下三维铜粒子框架，此时的铜粒子框架仍旧保持很高的导电性以便于锂的下一次沉积；然后，这种铜粒子为后期锂的沉积和脱出提供了丰富的通道，最后，通过调控二者的质量比可实现对锂量的控制，在上述质量比范围之内，铜为锂的沉积和脱出提供了支撑载体，并且能够在这个质量比范围内保证电池稳定高效的工作。
优选地，所述铜粒子为工业级铜纳米粒子或铜微米粒子。本发明通过引入铜粒子，为后期锂在铜粒子之间的沉积提供了较大的沉积空间，并且通过这种铜粒子构建的三维多孔导电框架支撑了锂在循环过程中的体积膨胀，可实现更大容量的锂沉积。
优选地，所述铜粒子由铜纳米粒子与铜微米粒子混合组成，所述铜微米粒子与铜纳米粒子的质量比为（1～9）：（1～9）。
进一步优选地，所述铜纳米粒子的直径为100～500nm；所述铜微米粒子的直径为1～5μm。
优选地，所述涂覆方式为刮涂、喷涂、旋涂或丝网印刷。其中，喷涂方式采用工业用喷枪进行喷涂，旋涂方式采用旋涂仪进行旋涂，刮涂方式采用商业用刮刀进行刮涂，丝网印刷方式采用丝网印刷机进行丝网印刷。
优选地，第一步中，将铜粒子与钝化锂粉混匀后分散于溶剂中后，再添加粘结剂并搅拌均匀，得到浆料。
进一步优选地，所述溶剂为甲苯或n，n二甲基吡咯烷酮（nmp）；所述粘结剂为聚偏氟乙烯（pvdf）、聚四氟乙烯（ptfe）或丙烯酸树脂乳液（paa）。
优选地，所述铜粒子在使用前，采用超纯水、丙酮、乙醇分别清洗三次，然后于真空环境下烘干。
优选地，所述衬底为商业用抛光铜箔，其厚度为10～300μm。
本发明的优点是：本发明方法得到的三维多孔结构的负极片，不仅减小了铜和锂的内部接触电阻，而且可以有效地抑制枝晶锂的形成，防止电池在循环过程中造成的短路等安全性问题，极大地提高了电池的安全性，稳定性和寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
实施例1
取1公斤商业用铜微米粒子粉末采用超纯水、乙醇、丙酮分别清洗三次以除去铜微米粒子表面的油脂等杂质，将清洗后得到的铜微米粒子真空干燥6h得到处理后的铜微米粒子粉末。
取1公斤商业用钝化锂粉与铜微米粒子粉末加入置于氩气保护手套箱内的玻璃容器中搅拌1h至混合均匀，全程搅拌温度为25摄氏度。再向玻璃容器中加入100克pvdf作为粘结剂和0.5公斤nmp作为溶剂，搅拌均匀得到铜锂浆料留做备用，全程搅拌温度为25摄氏度。
选取规格为100微米的刮刀将混合好的浆料均匀涂敷在铜箔上，铜箔的表面积为1平方米，得到涂覆好的极片。涂覆好的极片在氩气氛围保护下干燥（60摄氏度）得到铜锂复合极片。然后，根据电池极片的尺寸将铜锂复合极片冲片成型。
选取电池模型为2032型纽扣电池，因此极片直径大小被设定为12毫米，得到的极片为铜锂复合负极。将铜锂复合负极电池组装在对称电池中测试其大电流下电压滞后情况，测试值为10mv，证明这种铜锂复合负极稳定性很好。
实施例2
取1公斤商业用铜微米粒子粉末采用超纯水、乙醇、丙酮分别清洗三次以除去铜微米粒子表面的油脂等杂质，将清洗后得到的铜微米粒子真空干燥6h得到处理后的铜微米粒子粉末。
取2公斤商业用钝化锂粉与铜微米粒子粉末加入到置于氩气保护手套箱内的玻璃容器中搅拌1h至混合均匀，全程搅拌温度为25摄氏度。在玻璃容器中加入100克pvdf作为粘结剂和0.5公斤nmp作为溶剂，搅拌均匀得到铜锂浆料留做备用，全程搅拌温度为25摄氏度。
选取规格为100微米的刮刀将混合好的浆料均匀涂敷在铜箔上，铜箔的表面积为1平方米，得到涂覆好的极片。将涂覆好的极片在氩气氛围保护下干燥（60摄氏度）得到铜锂复合极片。根据电池极片的尺寸将铜锂复合极片冲片成型。
选取电池模型为2032型纽扣电池，因此极片直径大小被设定为12毫米，得到的极片为铜锂复合负极。将铜锂复合负极电池组装在对称电池中测试其大电流下电压滞后情况，测试值为50mv，证明这种铜锂复合负极稳定性较好。
实施例3
取1公斤商业用铜纳米粒子粉末采用超纯水、乙醇、丙酮分别清洗三次以除去铜纳米粒子表面的油脂等杂质，将清洗后得到的铜纳米粒子真空干燥6h得到处理后的铜纳米粒子粉末。
取2公斤商业用钝化锂粉与铜纳米粒子粉末加入到置于氩气保护手套箱内的玻璃容器中搅拌1h至混合均匀，全程搅拌温度为25摄氏度。在玻璃容器中加入100克ptfe作为粘结剂和0.5公斤甲苯作为溶剂搅拌均匀得到铜锂浆料留做备用，全程搅拌温度为25摄氏度。
选取规格为100微米的刮刀将混合好的浆料均匀涂敷在铜箔上，铜箔的表面积为1平方米，得到涂覆好的极片。将涂覆好的极片在氩气氛围保护下干燥（60摄氏度）得到铜锂复合极片。根据电池极片的尺寸将铜锂复合极片冲片成型。
选取的电池模型为2032型纽扣电池，因此极片直径大小被设定为12毫米，得到的极片为铜锂复合负极。将铜锂复合负极电池组装在对称电池中测试其大电流下电压滞后情况，测试值为15mv，证明这种铜锂复合负极稳定性很好。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。