[0001] 本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种集流体、极片、电池及用电装置。

[0002] 锂离子电池的循环过程中，随着锂离子在活性材料中不断地嵌入和脱出，电极材料的体积将不断地膨胀收缩，使得其塌陷或分化，导致活性材料与集流体的结合越来越差，
易从集流体上脱落，从而造成锂离子电池的循环稳定性急剧下降。

[0044] 下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范
围。

[0045] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，
不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和
“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

[0046] 在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次
关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0047] 在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同
的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和
隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

[0048] 在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三
种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

[0049] 在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

[0050] 在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

[0051] 在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一
体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，
可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而
言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

[0052] 锂离子电池的循环过程中，随着锂离子在电极材料中不断地嵌入和脱出，电极材料的体积将不断地膨胀收缩，使得其塌陷或分化，导致电极材料与集流体的结合越来越差，
易从集流体上脱落，从而造成锂离子电池的循环稳定性急剧下降。

[0053] 为了提升电池循环稳定性，本申请提供一种集流体，其包括：铜箔本体，铜箔本体具有相对的两个侧面，其中至少一个侧面设有改性层，改性层由纳米颗粒构成，改性层的表
面为粗糙面，纳米颗粒包括CuX，其中X为Cl、Br或I。

[0054] 在这样的集流体中，一方面利用改性层的设置实现对铜箔本体的侧面进行粗糙化处理，从而有效提高活性材料与集流体的结合力以及接触面积，使活性材料能够稳定的结
合于集流体上，减少活性材料与集流体之间的界面电阻，减少极化，提升循环稳定性能，另
一方面，纳米级CuX比表面积较大，有利于电荷传输，并且CuX(其中X为Cl、Br、I中的至少一
2
种)为p型半导体，具备近紫外带隙(2.9‑3.1eV)、高空穴迁移率(多晶薄膜中为0.4‑12cm V
‑1 ‑1
s )和可见光区域的透明度，有利于进一步提升循环稳定性。

[0055] 本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，有利
于提升电池性能的稳定性和电池寿命。

[0056] 本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩
具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

[0057] 以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。

[0058] 请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增
程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部
或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。
车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例
如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

[0059] 在本申请一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然10气为车辆1000提供驱动动力。

[0060] 本申请中，电池100是指包括一个或多个电池单体20以提供一定电压和容量的单一的物理模块，其可以为电池包、电池模组等形式，电池100也可以包括用于封装一个或多
个电池单体20的箱体10，箱体10可避免液体或其他异物影响电池单体20的充电或放电。

[0061] 请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空
间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分
12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电
池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结
构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容
纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口
侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种
形状，比如，圆柱体、长方体等。

[0062] 在电池100中，电池单体20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并
联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以
是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或
混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还
可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。

[0063] 其中，每个电池单体20可以为二次电池或一次电池。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

[0064] 请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3，电池单体20包括有端盖21、壳体22、电极组件23以
及其他的功能性部件。

[0065] 端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地，端盖21
可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖21在受挤压碰撞时就不易
发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖21上可
以设置有如电极端子21a等的功能性部件。电极端子21a可以用于与电极组件23电连接，以
用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，端盖21上还可以设置有用于在电池
单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖21的材质也可以是多
种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部
件与端盖21，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。

[0066] 壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部
件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部
环境。不限地，也可以使端盖21和壳体22一体化，具体地，端盖21和壳体22可以在其他部件
入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体22的内部时，再使端盖21盖合壳体22。壳
体22可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体22
的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种，比
如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。

[0067] 电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电极组件23。电极组件23主要由电性相反的极片24(也即是正极片和负极片)、以及位
于电性相反的极片24之间起到隔离的作用的隔膜共同经卷绕或层叠放置形成，且各极片24
的极耳连接电极端子以形成电流回路。

[0068] 请参阅图4，根据本申请的一些实施例，本申请提供一种极片24，其包括集流体241以及设置于集流体241表面的活性材料层242。

[0069] 集流体241是指用于汇集电流的结构或零件。

[0070] 活性材料层242是指含有活性材料的膜层，其中集流体241在自身厚度方向上包括相对的两个表面，可以在集流体241相对的两个表面中的任意一者上设置有活性材料层
242，也可以在集流体241相对的两个表面上均设置有活性材料层242。

[0071] 当上述极片24为负极片时，该活性材料层242为负极活性材料层，该负极活性材料层所含的负极活性材料可以包括碳基活性材料、钛基活性材料、硅基活性材料、氮化物、金
属锂等中的一种或多种。作为示例，碳基材料可以包括石墨、硬碳、软碳、中间相碳微球、石
墨烯等中的一种或多种；示范例中，钛基活性材料包括钛酸锂、二氧化钛等中的一种或多
种；作为示例，硅基活性材料包括硅、二氧化硅等中的一种或多种；作为示例，氮化物包括氮
化锂等。

[0072] 当上述极片24为正极片时，该活性材料层242为正极活性材料层，该正极活性材料层所含的正极活性材料可以包括金属无机物活性材料、有机活性材料中的一种或多种。作
为示例，该金属无机物活性材料可以包括磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰铁
锂、镍钴铝酸锂等中一种或多种。作为示例，有机活性材料可以包括醌类化合物、羧酸盐化
合物、酸酐类化合物、酰胺类化合物等中的一种或多种。

[0073] 无论上述极片为正极片还是负极片，活性材料层242除了包括活性材料以外，还包含粘结剂，或进一步可以含有导电剂、其他添加剂等组分。

[0074] 作为示例，粘结剂包括但不局限为油溶性粘结剂、水溶性粘结剂、乳液型粘结剂等中的一种或多种。作为示例，油溶性粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚丙烯
酸丁酯、聚丙烯腈等中的一种或多种；作为示例，水溶性粘结剂包括羧甲基纤维素、羧甲基
纤维素盐、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、海藻酸钠、环糊精等中的一种或多种；作为示
例，乳液型粘结剂包括丁苯橡胶、醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶中的一种或多种。

[0075] 作为示例，导电剂包括但不局限为乙炔黑(SP)、碳纳米管、导电炭黑(super‑P)、科琴黑、碳纤维、石墨烯等中的一种或多种。

[0076] 作为示例，其他添加剂包括但不限于补锂剂等功能组分。

[0077] 其中，上述正极活性材料、负极活性材料、粘结剂和导电剂等材料可根据电极的应用或生产的要求进行具体选择。

[0078] 根据本申请的一些实施例，集流体包括铜箔本体，铜箔本体的至少一侧设有由纳米颗粒构成的粗糙化处理面，纳米颗粒包括CuX，其中X为Cl、Br、I中的至少一种。

[0079] 需要说明的是，铜箔本体可以为铜箔，也可以为中间为聚合物层，在聚合物的厚度方向的两侧均为铜箔的复合层，此时集流体为复合集流体。可以理解的是，当铜箔本体为复
合层时，铜箔本体具有沿其厚度方向相对的两侧是指整个复合层在厚度方向的两侧，复合
层在厚度方向的至少一侧设有由纳米颗粒构成的粗糙化处理面。

[0080] 粗糙化处理面是指由于纳米颗粒在铜箔本体的表面形成凹凸结构，该凹凸结构的表面构成粗糙化处理面。

[0081] 纳米颗粒是指该颗粒的粒径为纳米级，也即是其粒径≤1μm。

[0082] 纳米颗粒包括CuX，其中X为Cl、Br、I中的至少一种是指纳米颗粒为CuCl、CuBr和CuI中的至少一种，可选为纳米颗粒为CuCl、CuBr和CuI中的任一种。

[0083] 本申请提供的集流体，一方面利用改性层的设置实现对铜箔本体的侧面进行粗糙化处理，从而有效提高活性材料与集流体的结合力以及接触面积，使活性材料能够稳定的
结合于集流体上，减少活性材料与集流体之间的界面电阻，减少极化，提升循环稳定性能，
另一方面，纳米级CuX比表面积较大，有利于电荷传输，并且CuX(其中X为Cl、Br、I中的至少
2
一种)为p型半导体，具备近紫外带隙(2.9‑3.1eV)、高空穴迁移率(多晶薄膜中为0.4‑12cm 
‑1 ‑1
V s )和可见光区域的透明度，有利于进一步提升循环稳定性。

[0084] 根据本申请的一些实施例，纳米颗粒的粒径为400‑1000nm。

[0085] 纳米颗粒的粒径测定方法包括：采集并获得粗糙化处理面的电镜图像，根据电镜图像获得纳米颗粒的粒径，也即是，此时的粒径为平面粒径。其中电镜图像包括但不局限为
扫描电镜图像。

[0086] 上述粒径范围内，纳米颗粒的比表面积较大，更有利于电荷传输，有效提升循环稳定性能。

[0087] 作为示例，纳米颗粒的粒径为400nm、410nm、420nm、430nm、440nm、450nm、460nm、470nm、480nm、490nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm中的任一值或介于任意两
个值之间。

[0088] 可选地，纳米颗粒的粒径为400‑800nm，进一步可选为400‑700nm。

[0089] 根据本申请的一些实施例，纳米颗粒的高度为250‑1520nm。

[0090] 纳米颗粒的高度测定方法包括：采集并获得集流体在厚度方向的断面的电镜图像，根据电镜图像获得纳米颗粒与集流体的连接界面、至纳米颗粒背离集流体一侧的直线
距离作为高度，也即是，纳米颗粒的高度实际为纳米颗粒在集流体厚度方向的尺寸。其中电
镜图像包括但不局限为扫描电镜图像。

[0091] 上述高度范围内的纳米颗粒结构稳定，可使活性材料能够稳定的结合于集流体上，提升循环稳定性能。

[0092] 作为示例，纳米颗粒的高度为250nm、260nm、270nm、280nm、290nm、300nm、310nm、320nm、330nm、340nm、350nm、360nm、370nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、
1000nm、1100nm、1300nm、1500nm、1520nm中的任一值或介于任意两个值之间。

[0093] 可选地，纳米颗粒的高度为320‑840nm。

[0094] 由于生产工艺及制备技术的局限，当前生产的电解铜箔常为一面为光面(与阴极辊接触的一面)，一面毛面的界面不对称金属基材，该情况极易造成规模化涂布的活性材料
在基材表面的粘附力不一，造成涂布两面的差异，进而引发电芯的不一致性，因此，可采用
一面为光面，一面毛面的电解铜箔作为原料，对其光面进行粗糙化处理，以减少两面差异，
避免电芯的不一致性，提升循环性能。

[0095] 因此根据本申请的一些实施例，铜箔本体的一侧为毛面，另一侧为粗糙化处理面。

[0096] 可以理解的是，毛面是指其表面相对于光面粗糙度更大的一面，此处毛面可直接通过电解铜等方式直接形成的，或者在此基础上采用物理打磨、刻蚀等方式进行粗糙化处
理，使其表面除了工业上可被接受的杂质不引入除铜以外的其他物质。

[0097] 利用上述设置，获得单面粗糙化处理面、单面为毛面的双面毛面集流体，有利于活性材料能够稳定的结合于集流体上，提升循环稳定性。

[0098] 根据本申请的一些实施例，粗糙化处理面的粗燥度大于粗糙面的粗糙度，粗糙化处理面与粗糙面的粗糙度之差为：ΔRa≤0.196μm，ΔRz≤0.226μm，ΔRq≤1.622μm。

[0099] 可以理解的是，由于粗糙化处理面的粗燥度大于毛面的粗糙度，因此ΔRa为粗糙化处理面的Ra减去毛面的Ra；ΔRz为粗糙化处理面的Rz减去毛面的Rz，ΔRq为粗糙化处理
面的Rq减去毛面的Rq。

[0100] 通过控制粗糙度在上述范围内，有利于提升循环稳定性。

[0101] 作为示例，ΔRa为0.01μm、0.1μm、0.11μm、0.13μm、0.15μm、0.17μm、0.196μm等中的任一值，ΔRz为0.02μm、0.05μm、0.08μm、0.11μm、0.15μm、0.17μm、0.20μm、0.226μm等中的任一值，ΔRq为0.1μm、0.4μm、0.8μm、0.11μm、0.16μm、0.1622μm等中的任一值。

[0102] 可选地，ΔRa≤0.136μm，ΔRz≤0.177μm，ΔRq≤0.883μm。

[0103] 进一步可选地，ΔRa≤0.113μm，ΔRz≤0.087μm，ΔRq≤0.474μm。

[0104] 根据本申请的一些实施例，粗糙化处理面的粗糙度为：Ra:0.784‑0.936μm，Rz：0.928‑1.116μm，Rq：3.272‑4.876μm。

[0105] 表面粗糙度参数Rz(平均峰谷深度)、Ra(算术平均粗糙度)、Rq(均方根平均粗糙度)。参考GB/T 1031‑2009《表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值》，使用表面粗糙度测
量仪进行表面粗糙度参数的测量。

[0106] 上述粗糙度范围内，可有效提高活性材料与集流体的结合力以及接触面积，使活性材料能够稳定的结合于集流体上，提升循环稳定性能。

[0107] 根据本申请的一些实施例，铜箔本体的两侧均设有粗糙化处理面。

[0108] 利用两侧均为粗糙化处理面以获得双面毛面集流体，有利于活性材料能够稳定的结合于集流体上，提升循环稳定性。

[0109] 根据本申请的一些实施例，两侧的粗糙化处理面的粗糙度之差保持为：ΔRa≤0.03μm，ΔRz≤0.04μm，ΔRq≤0.4μm。

[0110] 两侧的粗糙化处理面的粗糙度之差保持在上述范围内，两侧结构基本呈对称布置，不仅有利于使两侧的活性材料层接触电阻对称，使两侧的容量均匀释放，而且两侧粘结
强度基本一致，避免充放电循环寿命失衡，从而提升循环稳定性。

[0111] 根据本申请的一些实施例，铜箔本体的厚度为6‑20μm。

[0112] 上述范围内，铜箔本体具有较佳的韧性和强度，有利于提升循环稳定性。

[0113] 作为示例，铜箔本体的厚度为6μm、8μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm中的任一值或介于任意两个值之间。

[0114] 根据本申请的一些实施例，本申请提供一种上述集流体的制备方法，其包括：在铜箔本体的至少一侧面形成纳米颗粒作为粗糙化处理面。

[0115] 在铜箔本体的至少一侧面形成纳米颗粒的方式包括但不局限于气相沉积、原位生长等方式进行。

[0116] 上述制备方法操作简单可控，且不影响铜箔本体本身的强度。

[0117] 根据本申请的一些实施例，在铜箔本体的至少一侧面液相原位生长纳米颗粒。

[0118] 液相原位生长方式可控且便于工业化生产，并且制备获得的纳米颗粒与铜箔本体的结合牢固，有利于使活性材料层与集流体之间长期稳定的结合在一起，有效提升循环性
能。

[0119] 根据本申请的一些实施例，将铜箔本体的至少一侧面浸渍于反应液中，液相还原反应；其中，反应液包括：0.4‑1.2mol/L的CuSO4、0.01‑0.04mol/L的1‑丁基‑3‑甲基咪唑卤盐的混合水溶液。

[0120] 上述液相还原反应的方式，能够有效减少使用各式酸碱预处理商业铜箔环节，降低生产成本且无废酸碱产生，并且沉积均匀性及加工性优良，通过更换配方中单中成分即
可实现沉积物相的转变，便于工业化生产。

[0121] 可选地，液相还原反应的温度为25‑50℃，液相还原反应的时间为10‑60min。

[0122] 液相还原温度低且时间短，制备效率高。

[0123] 作为示例，液相还原反应的温度为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃中的任一值或介于任意两个值之间，液相还原反应的时间为10min、15min、20min、25min、30min、35min、
40min、45min、50min、55min、60min中的任一值或介于任意两个值之间。

[0124] 除了上述制备方式以外，在铜箔本体的至少一侧面液相原位生长纳米颗粒的方式还可以为：(a)将铜箔本体的至少一侧面浸渍于二水氯化铜反应液中，以芦荟粉萃取液作为
还原剂进行液相还原反应，催化二水氯化铜生成CuCl。(b)将铜箔本体的至少一侧面浸渍于
含有溴化钾、氯化铜的反应液中，以抗坏血酸作为还原剂进行液相还原反应，从而生成
CuBr。

[0125] 其中，芦荟粉萃取液是指将芦荟粉加入去离子水中，搅拌并静置后，离心取上清液。

[0126] 上述(a)(b)两种操作具体可参考相关技术，在此不做限定。

[0127] 需要说明的是，为了避免杂质干扰，在进行液相原位生长之前，制备方法还包括：采用第一清洁液清洁铜箔本体，然后干燥。

[0128] 其中清洁液包括去离子水或无水乙醇，干燥可在25‑100℃的环境中晾干或在烘箱内干燥，可选为在室温进行自然晾干，有效节省能耗。

[0129] 为了避免杂质干扰最终制备获得的集流体的纯净度，在进行液相原位生长之后，制备方法还包括：采用第二清洁液清洁液相原位生长后的铜箔，然后干燥。其中第二清洁液
包括去离子水或无水乙醇，干燥可在25‑100℃的环境中晾干。

[0130] 根据上述液相原位生长方式，为了实现规模化铜箔本体的表面进行粗糙化处理以获得粗糙化处理面的连续生产，如图5所示，本申请还提供一种集流体制备系统30，其包括：
用于将作为原料的铜箔31进行自动放卷的放卷机构32，用于接纳自放卷机构32放卷的铜箔
31并对铜箔31进行浸泡处理的浸泡机构33，浸泡机构33内装设有反应液以及可选地还原
剂，以及用于对浸泡机构33处理后的铜箔31进行清洗的清洗机构34，以及用于对清洗机构
34清洗后的铜箔31进行干燥的烘干机构35，以及用于对烘干机构35烘干后的铜箔31进行收
卷的收卷机构36，从而形成自动放卷‑浸泡沉积‑清洗‑烘干‑收卷的一体化自动生产模式。

[0131] 根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种极片，其包括以上任一方案的集流体以及设置于集流体表面的活性材料层。

[0132] 根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池，包括以上任一方案的极片。

[0133] 根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一方案的电池，并且电池用于为用电装置提供电能。

[0134] 用电装置可以是前述任一应用电池的设备或系统。

[0135] 根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种集流体，其包括：铜箔本体，铜箔本体的至少一侧设有由纳米颗粒构成的粗糙化处理面，纳米颗粒包括CuX，其中X为Cl、Br、I中
的至少一种，粗糙化处理面的粗糙度为：Ra:0.784±0.01μm，Rz：0.932±0.01μm，Rq：3.278
±0.02μm，纳米颗粒的粒径为400‑500nm，纳米颗粒的高度为80‑130nm。

[0136] 下面列举了一些具体实施例以更好地对本申请进行说明。

[0137] 以下各实施例以及对比例中，商用电解铜箔的厚度为8μm，商用电解铜箔具有相对的粗糙面以及光面，光面粗糙度为：Ra：0.683μm，Rz：0.820μm，Rq：3.135μm，毛面粗糙度为Ra：0.740μm，Rz：0.890μm，Rq：3.254μm。

[0138] 实施例1

[0139] 集流体的制备方法包括：

[0140] (1)使用无水乙醇清洗厚度6μm商用电解铜箔，清洗后自然晾干，剪裁面积为1*2
1cm的铜片。

[0141] (2)配制0.4mol/L CuSO4和0.01mol/L 1‑丁基‑3‑甲基咪唑溴盐的混合水溶液50ml，搅拌至溶液澄清，将预清洁后的铜片完全浸渍至溶液中，静置10分钟。

[0142] (3)用镊子夹取铜片，无水乙醇冲洗铜箔3次，置于表面皿，鼓风干燥烘箱60℃干燥5分钟后取出。

[0143] 集流体的粗糙化处理面的扫描电镜及元素分布如图6所示，图6中(a‑b)所在的第一行为毛面对应的粗糙化处理面；(c‑d)所在的第二行为光面对应的粗糙化处理面。

[0144] 根据图6可知，10min分钟的溶液浸泡后，铜箔的光面和毛面均沉积有CuBr纳米颗粒，颗粒粒径约500nm，由于铜箔毛面具有更大的接触及反应面积，沉积的CuBr纳米颗粒较
光面更为密集，Br元素响应与电镜图一致；说明通过该方法，可成功在光面以及毛面沉积纳
米颗粒。

[0145] 图7为图6的截面扫描电镜图，其中(a)为毛面对应的粗糙化处理面的断面扫描电镜图；(b)光面对应的粗糙化处理面的断面扫描电镜图，根据图7可以看出纳米颗粒的高度
为330nm。

[0146] 实施例2‑10以及对比例1

[0147] 上述各实施例以及对比例与实施例1和2的区别如表1和表2所示。

[0148] 对比例1与实施例1的区别仅在于：直接以商用电解铜箔作为集流体。

[0149] 【正极片制备】

[0150] 将LiNiCoMnO2材料、导电碳黑、PVDF按照质量比为97:1:2加入NMP，经过搅拌配制成浆料。将浆料分别涂覆于铝箔上后，进行烘干、冷压，得到正极片。

[0151] 【负极片制备】

[0152] 将石墨、乙炔黑和聚偏氟乙烯(PVDF)以8:1:1的质量比混合在一起，形成混合物，然后在玛瑙研钵中充分研磨20分钟以上。将一定量的N‑甲基吡咯烷酮(NMP)加入到上述的
混合物中，继续充分搅拌，将得到的浆料分别涂覆于各实施例以及对比例提供的集流体上
后，进行烘干、冷压，得到负极片。

[0153] 【电解液制备】

[0154] 电解液按照下述方法进行制备：在氩气气氛手套箱中(H2O<0.1ppm，O2<0.1ppm)，将有机溶剂碳酸乙烯酯(EC)/碳酸甲乙酯(EMC)按照体积比3/7混合均匀，加入1mol/L LiPF6
锂盐分散均匀，再将2％氟代碳酸乙烯酯溶解于上述有机溶剂中，搅拌均匀，得到的电解液。

[0155] 【全电池的制备】

[0156] 将正极片、隔离膜、负极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将裸电芯置于外包装箔中，将上述制备好的电解液注入到干燥后
的电池中，然后经过真空封装、静置、化成、整形等工序，获得全电池。

[0157] 【全电池的循环性能测试】

[0158] 将实施例和对比例制备得到的电池先以1C的恒定电流对上述电池充电至4.35V，进一步以4.35V恒定电压充电至电流为0.05C，然后以1C的恒定电流将电池放电至2V，此为
一个充放电循环过程，此次的放电容量为初始容量C1。对上述同一个电池重复以上步骤，并
同时记录循环第n次后电池的放电容量Cn，检测得到第200次以及500次循环的放电容量，则
每次循环后电池容量保持率Pn＝Cn/C1*100％。200个循环后，记录C200，计算得到P200＝
C200/C1*100％，500个循环后，记录C500，计算得到P500＝C500/C1*100％。

[0159] 【半电池的制备】

[0160] 以金属锂片为对电极，分别以实施例1和对比例1的负极片在惰性气氛氩气手套箱中进行半电池的组装。

[0161] 【半电池电化学交流阻抗谱测试】

[0162] 电化学交流阻抗谱测试频率范围：100mHZ‑100kHz，扰幅电压10mV。

[0163] 实施例1及对比例1的电化学交流阻抗谱测试结果如图8所示，根据图8可以看出，原位沉积CuBr纳米颗粒的铜箔集流体的电荷转移阻抗和未处理铜箔的毛面基本重合，原位
沉积CuBr纳米颗粒的铜箔集流体的电荷转移阻抗较未处理铜箔的光面下降约250Ω，也即
是，原位沉积CuBr纳米颗粒的铜箔集流体能够有效改善负极石墨与铜箔间的接触及电荷传
递，助力锂电池更好的发挥效能。根据图8可以看出，原位沉积CuBr纳米颗粒的铜箔集流体
的电荷转移阻抗和未处理铜箔的毛面一样，也即是说，本申请虽然引入了非铜纳米颗粒
CuBr，但其依然达到了纯铜的效果。

[0164] 上述各实施例以及对比例与实施例1和2的测定结果如表1以及表2所示。

[0165] 表1区别参数

[0166]

[0167] 表2区别参数及测定结果

[0168]

[0169] 根据实施例以及对比例1可知，本申请采用的粗糙化处理方式有利于降低阻抗，提高电池循环保持率。

[0170] 需要说明的是，实施例1中由于将预清洁后的铜片完全浸渍至溶液中，因此其毛面也被进行了粗糙化处理，实施例1中毛面对应的粗糙化处理面的粗糙度为：Ra为0.813μm，Rz
为0.965μm，Rq为3.583μm。根据实施例1以及对比例1可知，采用本申请的粗糙化处理方式对
光面和毛面均能够进行粗糙化处理，虽然处理后的光面和毛面对应的粗糙化处理面的粗糙
度依然存在差异，但是其阻抗相比于未处理的铜箔显著降低且电池循环保持率得到了有效
提升。

[0171] 根据实施例1以及实施例2可知，实施例2中由于仅对光面进行了粗糙化处理，使其粗糙度和毛面的粗糙度差异变小，从而进一步在实施例1的基础上降低阻抗和提升循环保
持率。

[0172] 根据实施例2至实施例4可知，粗糙化处理时间不同将影响集流体的阻抗以及电池循环保持率，其中对光面的粗糙化处理时间在60min及以内，尤其是10‑30min，可有效降低
集流体的阻抗以及提升电池循环保持率。其中图9为实施例3提供的粗糙化处理面的SEM图，
图10为实施例4提供的粗糙化处理面的SEM图。根据图9以及图10可以明显看出，由于处理时
间的延长，导致纳米颗粒的粒径增大。

[0173] 根据实施例2、5‑7可知，反应液的浓度影响集流体的性能。反应液包括：0.4‑1.2mol/L的CuSO4、0.01‑0.04mol/L的1‑丁基‑3‑甲基咪唑卤盐时，均可降低集流体的阻抗
以及提升电池循环保持率。

[0174] 根据实施例8‑9，其采用的反应液中为1‑丁基‑3‑甲基咪唑碘盐，依然可降低集流体的阻抗以及提升电池循环保持率。

[0175] 根据实施例2‑9可知，当铜箔本体的一侧为毛面，另一侧为粗糙化处理面时，粗糙化处理面的粗燥度大于毛面的粗糙度，粗糙化处理面与毛面的粗糙度之差为：ΔRa≤0.196
μm，ΔRz≤0.226μm，ΔRq≤1.622μm；进一步为ΔRa≤0.136μm，ΔRz≤0.177μm，ΔRq≤
0.883μm；进一步为ΔRa≤0.113μm，ΔRz≤0.087μm，ΔRq≤0.474μm时，具有较低的阻抗和
较佳的电池循环保持率。

[0176] 实施例10则是采用对光面和毛面采用不同的粗糙化处理时间，通过延长光面的处理时间以缩小粗糙化处理后两侧的粗糙度差异，降低阻抗可提升电池循环保持率。

[0177] 图11为循环稳定性示意图，其中图11中CuBr处理光面集流体是指实施例2提供的一面为未处理毛面，一面为CuBr面；未处理光面：对比例1中未处理铜箔，一面光面一面毛
面。未处理毛面集流体：是指两面均为对比例1所示的毛面。

[0178] 根据图11可知，在循环圈数超过200圈后，CuBr处理光面集流体的循环保持率＞未处理毛面集流体＞未处理光面集流体。

[0179] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术
方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结
构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限
于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。