[发明专利]用于电化学电池的多孔集流体和电极

权利要求书

1.一种用在电化学电池中的阳极组件，其中所述阳极组件由自支撑多孔金属基材构成，其中所述自支撑多孔金属基材是导电的，并且其中所述自支撑多孔金属基材由具有能够实现离子嵌入及脱离的多个孔的铜构成，所述多个孔的平均直径为0.1nm-15nm，并且，所述多个孔具有从10^-24至10^-6升的孔体积；所述自支撑多孔金属基材具有0.01m²/g-20m²/g的比表面积和1kg/m³-10³kg/m³的密度。

2.根据权利要求1所述的阳极组件，其中所述阳极组件在电化学电池中具有大于350Ah/kg的比容量。

3.根据权利要求1所述的阳极组件，其中所述自支撑多孔金属基材具有孔直径的峰值为0.5μm-4μm的孔尺寸分布。

4.根据权利要求1所述的阳极组件，其中所述自支撑多孔金属基材通过烧结多个铜纳米颗粒和/或铜金属前体以形成所述自支撑多孔金属基材来制备。

5.根据权利要求1所述的阳极组件，其中所述自支撑多孔金属基材通过提供含铜合金并且将所述含铜合金化学地或电化学地脱合金以形成所述自支撑多孔金属基材来制备。

6.一种电化学电池，包括：

电解质；

阴极；

与所述阴极的外表面连通的集流体；

由自支撑多孔金属基材构成的阳极组件；和

位于所述阴极和所述阳极组件之间的分隔件，

其中所述自支撑多孔金属基材是导电的并且由具有能够实现离子嵌入及脱离的多个孔的铜构成，所述多个孔的平均直径为0.1nm-15nm，并且，所述多个孔具有从10^-24至10^-6升的孔体积，并且其中所述阳极组件在电化学电池中用作阳极和集流体；所述自支撑多孔金属基材具有0.01m²/g-20m²/g的比表面积和1kg/m³-10³kg/m³的密度。

7.根据权利要求6所述的电化学电池，其中所述阳极组件在所述电化学电池中具有大于350Ah/kg的比容量。

8.根据权利要求6所述的电化学电池，其中所述自支撑多孔金属基材具有孔直径的峰值为0.5μm-4μm的孔尺寸分布。

9.根据权利要求6所述的电化学电池，其中所述自支撑多孔金属基材通过烧结多个铜纳米颗粒和/或铜金属前体以形成所述自支撑多孔金属基材而制备。

10.根据权利要求6所述的电化学电池，其中所述自支撑多孔金属基材通过提供含铜合金并将所述含铜合金化学地或电化学地脱合金以形成所述自支撑多孔金属基材来制备。

11.一种制造电化学电池的方法，包括：

提供自支撑铜基材，该自支撑铜基材是导电的并且包括能够实现离子嵌入及脱离的多个孔，所述多个孔的平均直径为0.1nm-15nm，并且，所述多个孔具有从10^-24至10^-6升的孔体积；所述自支撑多孔金属基材具有0.01m²/g-20m²/g的比表面积和1kg/m³-10³kg/m³的密度；

组装包括阴极、组合的阳极和集流体以及位于所述阴极和阳极之间的分隔件的电化学电池，其中所述组合的阳极和集流体包括所述自支撑铜基材。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述自支撑铜基材具有孔直径的峰值为0.5μm-4μm的孔尺寸分布。