集流体及其制备方法、电极片和二次电池与流程

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种集流体及其制备方法、电极片和二次电池。

背景技术：

由于脱嵌离子电位低与利用率高等特点，基于金属锂负极与金属钠负极构造二次储能电池是碱金属离子电池的终极目标，也是目前碱金属离子电池研究的关注重点之一。然而，碱金属负极在充放电过程中，由于碱金属离子的还原极易在碱金属负极表面形成针状或树枝状的枝晶，例如锂枝晶或钠枝晶等。枝晶的存在可能会刺破隔膜并与正极发生接触，导致电池内部短路，产生热失效，引发自燃或者爆炸等风险；另一方面，枝晶结构疏松多孔，例如锂枝晶，容易脱落形成无电化学活性的“死锂”，损失容量。此外，由于枝晶的生长使得负极比表面积增大，大量消耗电解液形成固态电解质膜，造成电池容量衰减及循环寿命降低。因此，枝晶生长问题严重阻碍了新一代高能量密度二次碱金属电池的商业化应用。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种集流体及其制备方法，另一目的在于提供一种电极片和二次电池，旨在通过有效抑制枝晶生长，以提高电池的电化学性能。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种集流体的制备方法，包括以下步骤：

获取铜金属基底和镓基液态金属；

将所述镓基液态金属涂覆在所述铜金属基底的表面，使得所述镓基液态金属与所述铜金属基底表面的铜发生合金化反应，制备表面形成有合金层的铜金属基底，所述合金层的材料为铜镓基合金。

本发明提供的集流体的制备方法，通过利用镓基液态金属与铜之间的合金化反应，在铜金属基底表面形成铜镓基合金，工艺简单，能耗低，绿色无污染，适合大规模生产。由此得到的集流体的表面形成有铜镓基合金，使得集流体表面具有均匀分布的镓活性位点，可在后续电池充放电过程中诱导碱金属离子在集流体表面进行均匀地沉积，从而有效抑制枝晶的形成和生长，提高碱金属电池的电化学性能。

相应的，一种集流体，包括：铜金属基底以及设置在所述铜金属基底上的合金层，所述合金层的材料为铜镓基合金。

本发明提供的集流体，其表面形成有铜镓基合金，具有均匀分布的镓基活性位点，可在电池充放电过程中诱导碱金属离子在集流体表面进行均匀地沉积，从而有效抑制枝晶的形成和生长，提高电池的电化学性能。

相应的，一种电极片，包括：由前述制备方法制得的集流体或上述集流体，以及沉积在所述集流体上的金属层；所述金属层设置在所述合金层远离所述铜金属基底的表面。

本发明提供的电极片，采用上述集流体，可有效抑制电池充放电过程中枝晶的形成和生长，提高电池的电化学性能。

相应的，一种二次电池，包括上述电极片。

本发明提供的二次电池，采用上述电极片，具有良好的电化学性能。

附图说明

图1为实施例1制得的铟镓锡液态金属在常温下的形态图；

图2为实施例1中表面形成有铜铟镓锡合金层的铜箔的表面形态图；

图3为实施例1中铜铟镓锡合金层的表面20k倍sem图；

图4为实施例4及对比例4得到的铜锂半电池的循环曲线图；

图5为实施例5及对比例5得到的铜锂半电池的循环曲线图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种集流体的制备方法，包括以下步骤：

s01、获取铜金属基底和镓基液态金属；

s02、将所述镓基液态金属涂覆在所述铜金属基底的表面，使得所述镓基液态金属与所述铜金属基底表面的铜发生合金化反应，制备表面形成有合金层的铜金属基底，所述合金层的材料为铜镓基合金。

本发明实施例提供的集流体的制备方法，通过利用镓基液态金属与铜之间的合金化反应，在铜金属基底表面形成铜镓基合金，工艺简单，能耗低，绿色无污染，适合大规模生产。由此得到的集流体的表面形成有铜镓基合金，使得集流体表面具有均匀分布的镓活性位点，可在后续电池充放电过程中诱导碱金属离子在集流体表面进行均匀地沉积，从而有效抑制枝晶的形成和生长，提高碱金属电池的电化学性能。

具体地，在步骤s01中，所述铜金属基底作为所述集流体的主体，可与镓基液态金属例如铟镓锡液态金属、镓锡液态金属等自发地发生合金化反应，由于具有熔点高、导电性好、化学性能相对稳定等特点，不仅利于后续在所述集流体沉积金属层，当采用所述铜金属基底组装层电池时还可以起到良好的导电和集流的作用。

所述镓基液态金属以镓元素为主要成分，其通式为ga-x，其中，x为in、sn或in-sn。作为一种实施方式，所述镓基液态金属为铟镓锡液态金属和/或镓锡液态金属。所述液态金属选择为铟镓锡液态金属和/或镓锡液态金属，一方面，铟镓锡液态金属和/或镓锡液态金属与铜金属接触即可自发地发生合金化反应形成铜铟镓锡合金和/或铜镓锡合金，使得集流体表面具有均匀分布的铟镓锡和/或镓锡活性位点，进一步促进碱金属离子在集流体表面进行均匀地沉积；另一方面，铟镓锡液态金属和/或镓锡液态金属与铜金属之间的反应程度适中，可避免所述集流体被液态金属腐蚀破坏，确保所述集流体结构的完整性；又一方面，铟镓锡合金和/或铜镓锡合金具有高离子导电率，在进行电池充放电时可起到离子迁移快导体的作用，确保电池的导电率满足电池需求。

所述镓基液态金属中，以所述镓基液态金属的总重量为100％计，镓为30％-100％，铟为0％-50％，锡为0％-20％；或，以所述镓基液态金属的总重量为100％计，镓为60％-100％，锡为0％-40％。

在一些实施例中，所述镓基液态金属为铟镓锡液态金属，由铟、镓、锡三种金属合金化制得。进一步实施例中，所述铟镓锡液态金属中的镓原子、铟原子和锡原子的重量比为7：2：1，由铟、镓、锡这三种金属按比例混合并快速升温到400℃下合金化获得。

在一些实施例中，所述镓基液态金属为镓锡液态金属，由镓、锡两种金属合金化制得。进一步实施例中，所述镓锡液态金属中的镓原子和锡原子的重量比为92：8，由镓、锡两种金属按比例混合并快速升温到400℃下合金化获得。

具体地，在步骤s02中，将所述液态金属涂覆在所述铜金属基底的表面，使得所述液态金属与所述铜金属基底表面的铜发生合金化反应，以在铜金属基底的表面形成合金层，所述合金层的材料为铜镓基合金，使得集流体表面具有均匀分布的镓基活性位点，以诱导碱金属离子在集流体表面进行均匀地沉积，从而有效抑制枝晶的形成和生长。在一些实施例中，采用刮涂的方法将液态金属涂布于所述铜金属基底的表面，工艺简单，无需昂贵设备，成本低，适合大规模生产。

作为一种实施方式，将所述液态金属涂覆在所述铜金属基底的表面的步骤中，在23-30℃下将所述液态金属涂覆在所述铜金属基底的表面。在室温下即可反应制备合金层，能耗低，步骤简单，易于实现所述集流体的规模化量产。

作为一种实施方式，将所述液态金属涂覆在所述铜金属基底的表面的步骤之后，去除所述铜金属基底表面上的液态金属，获得所述集流体。在一些实施例中，采用酒精将所述液态金属从所述铜金属基底表面去除。在其他的一些实施例中，所述合金层的厚度为0.5-4μm。

相应的，一种由上述制备方法制得的集流体，包括：铜金属基底以及设置在所述铜金属基底上的合金层，所述合金层的材料为铜镓基合金。

本发明实施例提供的集流体，由上述制备方法制得，其表面形成有铜镓基合金，具有均匀分布的镓基活性位点，可在电池充放电过程中诱导碱金属离子在集流体表面进行均匀地沉积，从而有效抑制枝晶的形成和生长，提高电池的电化学性能。

具体地，所述铜镓基合金的通式为cu-ga-x，其中，x为in、sn或in-sn。作为一种实施方式，所述铜镓基合金为铜铟镓锡合金和/或铜镓锡合金。

所述镓基液态金属中，以所述铜镓基合金的总重量为100％计，铜为10％-50％，镓为20％-90％，铟为0％-50％，锡为0％-20％；或，以所述铜镓基合金的总重量为100％计，铜为10％-40％，镓为60％-90％，锡为0％-40％。在一些实施例中，所述铜镓基合金为铜铟镓锡合金。在其他的一些实施例中，所述铜镓基合金为铜镓锡合金。

作为一种实施方式，所述合金层的厚度为0.5-4μm。

相应的，一种电极片，包括：由前述制备方法制得的集流体或上述集流体，以及沉积在所述集流体上的金属层；所述金属层设置在所述合金层远离所述铜金属基底的表面。

本发明实施例提供的电极片，采用上述集流体，可有效抑制电池充放电过程中枝晶的形成和生长，提高电池的电化学性能。

作为一种实施方式，所述金属层的材料为锂或钠。当所述金属层的材料为锂时，由此得到的电极片为锂金属负极，具有“锂金属层-合金层-铜金属基底”三明治结构，可应用于制备锂离子电池，尤其是锂硫电池，该锂金属负极与所述锂硫电池的硫基正极能量匹配，可最大限度地发挥所述锂硫电池的潜能。当所述金属层的材料为钠时，由此得到的电极片为钠金属负极，具有“钠金属层-合金层-铜金属基底”三明治结构，可应用于制备钠离子电池，尤其是钠硫电池。

制备时，可采用本领域常规技术手段在上述集流体的合金层表面沉积金属层。在一些实施例中，所述电极片为锂金属负极，通过采用电化学沉积工艺在上述集流体的合金层表面沉积锂金属层，可以根据需要的负极容量确定放电电流以及放电时间。

相应的，一种二次电池，包括上述电极片。

本发明实施例提供的二次电池，采用上述电极片，具有良好的电化学性能。

作为一种实施方式，所述二次电池为锂离子电池或钠离子电池，优选为锂硫电池或钠硫电池。

为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例一种集流体及其制备方法、电极片和二次电池的进步性能显著地体现，以下通过实施例对本发明的实施进行举例说明。

实施例1

本实施例提供了一种锂硫电池，具体制备方法包括以下步骤：

1、集流体的制备

将镓、铟、锡三种金属按照质量比为7：2：1的比例进行混合，快速升温到400℃合金化，形成的铟镓锡液态金属在常温下以液态的形式存在，如图1所示。

将上述步骤制得的铟镓锡液态金属滴加到铜箔表面，刮刀刮涂，使得铟镓锡液态金属均匀地涂布在铜箔表面与铜发生合金化反应，然后用酒精将剩余未反应的铟镓锡液态金属除去，暴露铜铟镓锡合金表面，获得如图2和图3所示的表面形成有铜铟镓锡合金层的铜箔，作为集流体。其表面具有均匀分布的铟镓锡位点，可诱导后续充放电过程中的锂离子在集流体表面进行均匀的沉积，抑制锂枝晶的形成。

2、负极片的制备

将上述步骤制得的集流体裁切成直径为16mm的极片，作为正极；获取直径为16mm、厚度为0.6mm的锂金属片，作为负极；获取2400型聚乙烯隔膜，作为隔膜；制备ls-09型号锂硫电解液(溶剂为乙二醇二甲醚(dme)和1,3-二氧戊环(dol)的混合溶剂，两者体积比为1:1，溶质为1mlitfsi和2wt％lino3)。

将上述正极、负极、隔膜和锂硫电解液组装成2025型扣式电池，然后，将得到的2025型扣式电池置于新威电池充放电测试系统中，按照电流大小为2ma的恒流放电工艺，放电2h，使得集流体表面沉积形成锂金属层，制得锂金属电极片。

3、电池组装

将硫碳复合物正极片(碳纤维为硫碳复合物的载体，硫碳两者的质量比例为3:1)、2400型聚丙烯隔膜、ls-09型号锂硫电解液、上述步骤制得的锂金属电极片组装成锂硫电池，该锂硫电池的活性物质面密度为2.6mg/cm²。

经检测电压正常后，置于新威电池充放电测试仪中进行充放电测试，测试条件为2ma/cm²，电压区间为1.7-2.8v。

对比例1

本对比例提供了一种锂硫电池，具体制备方法包括以下步骤：

1、负极片的制备

将铜箔裁切成直径为16mm的极片，作为正极；获取直径为16mm、厚度为0.6mm的锂金属片，作为负极；获取2400型聚乙烯隔膜，作为隔膜；制备ls-09型号锂硫电解液(溶剂为乙二醇二甲醚(dme)和1,3二氧戊环(dol)的混合溶剂，两者体积比为1:1，溶质为1mlitfsi和2wt％lino3)。

将上述正极、负极、隔膜和锂硫电解液组装成2025型扣式电池，然后，将得到的2025型扣式电池置于新威电池充放电测试系统中，按照电流大小为4ma的恒流放电工艺，放电3h，使得铜箔表面沉积形成锂金属层，制得锂金属电极片。

3、电池组装

将硫碳复合物正极片(碳纤维为硫碳复合物的载体，硫碳两者的质量比例为3:1)、2400型聚丙烯隔膜、ls-09型号锂硫电解液、上述步骤制得的锂金属电极片组装成锂硫电池，该锂硫电池的活性物质面密度为2.38mg/cm²。

经检测电压正常后，置于新威电池充放电测试仪中进行充放电测试，测试条件为2ma/cm²，电压区间为1.7-2.8v。

取实施例1和对比例1制得的锂硫电池分别进行电化学性能的测试。在充放电倍率为0.5c的测试条件下，实施例1的锂硫电池的初始比容量为810mah/g，经过250次循环(cyclenumber)电池的比容量(capacity)为630mah/g，且库伦效率(ce)>99％。然而，对比例1的锂硫电池初始比容量为800mah/g，经过60次循环(cyclenumber)电池的比容量(capacity)即为80mah/g，且库伦效率(ce)<95％。

实施例2

本实施例提供了一种锂硫电池，具体制备方法包括以下步骤：

1、集流体的制备

将镓、锡两种金属按照质量比为92：8的比例进行混合，快速升温到400℃合金化，形成的镓锡液态金属在常温下以液态的形式存在。

将上述步骤制得的镓锡液态金属滴加到铜箔表面，刮刀刮涂，使得镓锡液态金属均匀地涂布在铜箔表面与铜发生合金化反应，然后用酒精将剩余未反应的镓锡液态金属除去，暴露铜铟镓锡合金表面，获得表面形成有铜镓锡合金层的铜箔，作为集流体。其表面具有均匀分布的镓锡位点，可诱导后续充放电过程中的锂离子在集流体表面进行均匀的沉积，抑制锂枝晶的形成。

2、负极片的制备

将上述步骤制得的集流体裁切成直径为16mm的极片，作为正极；获取直径为16mm、厚度为0.6mm的锂金属片，作为负极；获取2400型聚乙烯隔膜，作为隔膜；制备ls-09型号锂硫电解液(溶剂为乙二醇二甲醚(dme)和1,3二氧戊环(dol)的混合溶剂，两者体积比为1:1，溶质为1mlitfsi和2wt％lino3)。

将上述正极、负极、隔膜和锂硫电解液组装成2025型扣式电池，然后，将得到的2025型扣式电池置于新威电池充放电测试系统中，按照电流大小为2ma的恒流放电工艺，放电2h，使得集流体表面沉积形成锂金属层，制得锂金属电极片。

3、电池组装

将硫碳复合物正极片(碳纤维为硫碳复合物的载体，硫碳两者的质量比例为3:1)、2400型聚丙烯隔膜、ls-09型号锂硫电解液、上述步骤制得的锂金属电极片组装成锂硫电池，该锂硫电池的活性物质面密度为2.6mg/cm²。

经检测电压正常后，置于新威电池充放电测试仪中进行充放电测试，测试条件为2ma/cm²，电压区间为1.7-2.8v。

对比例2

本对比例提供了一种锂硫电池，具体制备方法包括以下步骤：

1、负极片的制备

将铜箔裁切成直径为16mm的极片，作为正极；获取直径为16mm、厚度为0.6mm的锂金属片，作为负极；获取2400型聚乙烯隔膜，作为隔膜；制备ls-09型号锂硫电解液(溶剂为乙二醇二甲醚(dme)和1,3二氧戊环(dol)的混合溶剂，两者体积比为1:1，溶质为1mlitfsi和2wt％lino3)。

将上述正极、负极、隔膜和锂硫电解液组装成2025型扣式电池，然后，将得到的2025型扣式电池置于新威电池充放电测试系统中，按照电流大小为4ma的恒流放电工艺，放电3h，使得铜箔表面沉积形成锂金属层，制得锂金属电极片。

3、电池组装

将硫碳复合物正极片(碳纤维为硫碳复合物的载体，硫碳两者的质量比例为3:1)、2400型聚丙烯隔膜、ls-09型号锂硫电解液、上述步骤制得的锂金属电极片组装成锂硫电池，该锂硫电池的活性物质面密度为2.38mg/cm²。

经检测电压正常后，置于新威电池充放电测试仪中进行充放电测试，测试条件为2ma/cm²，电压区间为1.7-2.8v。

取实施例2和对比例2制得的锂硫电池分别进行电化学性能的测试。在充放电倍率为0.5c的测试条件下，实施例2的锂硫电池的初始比容量为810mah/g，经过250次循环(cyclenumber)电池的比容量(capacity)为630mah/g，且库伦效率(ce)>99％。然而，对比例2的锂硫电池初始比容量为800mah/g，经过60次循环(cyclenumber)电池的比容量(capacity)即为80mah/g，且库伦效率(ce)<95％。

实施例3

本实施例提供了一种钠硫电池，具体制备方法包括以下步骤：

1、集流体的制备

将镓、锡两种金属按照质量比为92：8的比例进行混合，快速升温到400℃合金化，形成的镓锡液态金属在常温下以液态的形式存在。

将上述步骤制得的镓锡液态金属滴加到铜箔表面，刮刀刮涂，使得镓锡液态金属均匀地涂布在铜箔表面与铜发生合金化反应，然后用酒精将剩余未反应的镓锡液态金属除去，暴露铜铟镓锡合金表面，获得表面形成有铜镓锡合金层的铜箔，作为集流体。

2、负极片的制备

将上述步骤制得的集流体裁切成直径为16mm的极片，作为正极；获取直径为16mm、厚度为0.6mm的钠金属片，作为负极；获取2400型聚乙烯隔膜，作为隔膜；制备ns-08型号钠硫电解液(溶剂为乙二醇二甲醚(dme)和1,3二氧戊环(dol)的混合溶剂，两者体积比为1:1，溶质为1mlitfsi)。

将上述正极、负极、隔膜和钠硫电解液组装成2025型扣式电池，然后，将得到的2025型扣式电池置于新威电池充放电测试系统中，按照电流大小为2ma的恒流放电工艺，放电2h，使得集流体表面沉积形成钠金属层，制得钠金属电极片。

3、电池组装

将硫碳复合物正极片(碳纤维为硫碳复合物的载体，硫碳两者的质量比例为3:1)、2400型聚丙烯隔膜、ns-08型号钠硫电解液、上述步骤制得的钠金属电极片组装成钠硫电池，该钠硫电池的活性物质面密度为2.6mg/cm²。

经检测电压正常后，置于新威电池充放电测试仪中进行充放电测试，测试条件为2ma/cm²，电压区间为1.7-2.8v。

对比例3

本对比例提供了一种钠硫电池，具体制备方法包括以下步骤：

1、负极片的制备

将铜箔裁切成直径为16mm的极片，作为正极；获取直径为16mm、厚度为0.6mm的钠金属片，作为负极；获取2400型聚乙烯隔膜，作为隔膜；制备ns-08型号钠硫电解液。

将上述正极、负极、隔膜和钠硫电解液组装成2025型扣式电池，然后，将得到的2025型扣式电池置于新威电池充放电测试系统中，按照电流大小为4ma的恒流放电工艺，放电3h，使得铜箔表面沉积形成钠金属层，制得钠金属电极片。

3、电池组装

将硫碳复合物正极片(碳纤维为硫碳复合物的载体，硫碳两者的质量比例为3:1)、2400型聚丙烯隔膜、ns-08型号钠硫电解液、上述步骤制得的钠金属电极片组装成钠硫电池，该钠硫电池的活性物质面密度为2.38mg/cm²。

经检测电压正常后，置于新威电池充放电测试仪中进行充放电测试，测试条件为2ma/cm²，电压区间为1.7-2.8v。

取实施例3和对比例3制得的钠硫电池分别进行电化学性能的测试。在充放电倍率为0.5c的测试条件下，实施例3的钠硫电池的初始比容量为810mah/g，经过250次循环(cyclenumber)电池的比容量(capacity)为630mah/g，且库伦效率(ce)>99％。然而，对比例3的钠硫电池初始比容量为800mah/g，经过60次循环(cyclenumber)电池的比容量(capacity)即为80mah/g，且库伦效率(ce)<95％。

实施例4

本实施例提供了一种铜锂半电池，具体制备方法包括以下步骤：

1、将镓、锡两种金属按照质量比为92：8的比例进行混合，快速升温到400℃合金化，形成的镓锡液态金属在常温下以液态的形式存在。

将上述步骤制得的镓锡液态金属滴加到铜箔表面，刮刀刮涂，使得镓锡液态金属均匀地涂布在铜箔表面与铜发生合金化反应，然后用酒精将剩余未反应的镓锡液态金属除去，暴露铜镓锡合金表面，获得表面形成有铜镓锡合金层的铜箔，作为集流体。

2、将上述步骤制得的集流体裁切成直径为16mm的极片，作为负极；获取直径为16mm、厚度为0.6mm的锂金属片，作为正极；获取2400型聚乙烯隔膜，作为隔膜；制备ls-09型号锂硫电解液；将上述正极、负极、隔膜和锂硫电解液组装成2025型扣式电池。

将得到的2025型扣式电池置于新威电池充放电测试系统中，经检测电压正常后，置于新威电池充放电测试仪中进行对锂半电池的充放电测试，充电电压0.3v，放电电流为1ma/cm²放电1h。

对比例4

本对比例提供了一种铜锂半电池，具体制备方法包括以下步骤：

1、将铜箔裁切成直径为16mm的极片，作为负极；获取直径为16mm、厚度为0.6mm的锂金属片，作为正极；获取2400型聚乙烯隔膜，作为隔膜；制备ls-09型号锂硫电解液。将上述正极、负极、隔膜和锂硫电解液组装成2025型扣式电池。

2、将得到的2025型扣式电池置于新威电池充放电测试系统中，经检测电压正常后，置于新威电池充放电测试仪中进行对锂半电池的充放电测试，充电电压0.3v，放电电流为1ma/cm²放电1h。

取实施例4和对比例4制得的铜锂半电池分别进行电化学性能的测试。如图4所示，在电流密度为1ma/cm²的测试条件下，实施例4的铜锂半电池的初始比容量为1100mah/g，经过600次循环(cyclenumber)电池的比容量(capacity)为1000mah/g，且库伦效率(ce)>99％。然而，对比例4的铜锂半电池初始比容量为1100mah/g，经过150次循环(cyclenumber)电池的比容量(capacity)为800mah/g。

实施例5

本实施例提供了一种铜锂半电池，具体制备方法包括以下步骤：

1、将镓、锡两种金属按照质量比为92：8的比例进行混合，快速升温到400℃合金化，形成的镓锡液态金属在常温下以液态的形式存在。

将上述步骤制得的镓锡液态金属滴加到铜箔表面，刮刀刮涂，使得镓锡液态金属均匀地涂布在铜箔表面与铜发生合金化反应，然后用酒精将剩余未反应的镓锡液态金属除去，暴露铜镓锡合金表面，获得表面形成有铜镓锡合金层的铜箔，作为集流体。

2、将上述步骤制得的集流体裁切成直径为16mm的极片，作为负极；获取直径为16mm、厚度为0.6mm的锂金属片，作为正极；获取2400型聚乙烯隔膜，作为隔膜；制备ls-09型号锂硫电解液；将上述正极、负极、隔膜和锂硫电解液组装成2025型扣式电池。

将得到的2025型扣式电池置于新威电池充放电测试系统中，经检测电压正常后，置于新威电池充放电测试仪中进行对锂半电池的充放电测试，充电电压0.3v，放电电流为0.5ma/cm²放电1h。

对比例5

本对比例提供了一种铜锂半电池，具体制备方法包括以下步骤：

1、将铜箔裁切成直径为16mm的极片，作为负极；获取直径为16mm、厚度为0.6mm的锂金属片，作为正极；获取2400型聚乙烯隔膜，作为隔膜；制备ls-09型号锂硫电解液。将上述正极、负极、隔膜和锂硫电解液组装成2025型扣式电池。

2、将得到的2025型扣式电池置于新威电池充放电测试系统中，经检测电压正常后，置于新威电池充放电测试仪中进行对锂半电池的充放电测试，充电电压0.3v，放电电流为0.5ma/cm²放电1h。

取实施例5和对比例5制得的铜锂半电池分别进行电化学性能的测试。如图5所示，在电流密度为0.5ma/cm²的测试条件下，实施例5的铜锂半电池的初始比容量为550mah/g，经过600次循环(cyclenumber)电池的比容量(capacity)为530mah/g，且库伦效率(ce)>99％。然而，对比例5的铜锂半电池初始比容量为560mah/g，经过140次循环(cyclenumber)电池的比容量(capacity)为400mah/g。

实施例6

本实施例提供了一种铜锂半电池，具体制备方法包括以下步骤：

1、将镓、锡两种金属按照质量比为92：8的比例进行混合，快速升温到400℃合金化，形成的镓锡液态金属在常温下以液态的形式存在。

将上述步骤制得的镓锡液态金属滴加到铜箔表面，刮刀刮涂，使得镓锡液态金属均匀地涂布在铜箔表面与铜发生合金化反应，然后用酒精将剩余未反应的镓锡液态金属除去，暴露铜镓锡合金表面，获得表面形成有铜镓锡合金层的铜箔，作为集流体。

2、将上述步骤制得的集流体裁切成直径为16mm的极片，作为负极；获取直径为16mm、厚度为0.6mm的钠金属片，作为正极；获取2400型聚乙烯隔膜，作为隔膜；制备ns-08型号钠硫电解液；将上述正极、负极、隔膜和钠硫电解液组装成2025型扣式电池。

将得到的2025型扣式电池置于新威电池充放电测试系统中，经检测电压正常后，置于新威电池充放电测试仪中进行对锂半电池的充放电测试，充电电压0.3v，放电电流为0.5ma/cm²放电1h。

取实施例6制得的铜锂半电池进行电化学性能的测试。在电流密度为0.5ma/cm²的测试条件下，实施例6的铜锂半电池的初始比容量为600mah/g，经过80次循环(cyclenumber)电池的比容量(capacity)为530mah/g，且库伦效率(ce)>99％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。