[發明專利]一種鋰離子電池復合集流體及其制造方法

在審

• 申請號: 201610299345.0
• 申請日: 2016-05-04
• 公開（公告）號: CN105762366A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 周江;王正飛;楊同興;馬驍
• 申請（專利權）人: 江蘇深蘇電子科技有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/0525
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種鋰離子電池復合集流體，包括導電基體和涂層，所述導電基體的兩面均覆蓋有涂層，其特征在于，所述涂層包括第一涂層和第二涂層，所述第一涂層覆蓋在所述導電基體表面上，所述第二涂層覆蓋在所述第一涂層上；所述第一涂層的材質包括石墨烯和粘結劑；所述第二涂層的材質包括碳納米管、粘結劑、發泡顆粒和有機模板劑。

2.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合集流體，其特征在于，所述第一涂層包括下述組分按質量百分比組成：石墨烯90％－99％，粘結劑1％－10％。

3.根據權利要求1或2所述的一種鋰離子電池復合集流體，其特征在于，所述第二涂層包括下述組分按質量百分比組成：碳納米管90％－99％、粘結劑0.5％－9％、發泡顆粒0.5％－9％，有機模板劑0％－9％。

4.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合集流體，其特征在于，所述石墨烯包括單層石墨烯、雙層石墨烯、少層石墨烯、多層石墨烯；所述少層石墨烯為3-10層石墨烯；所述多層石墨烯為11～100層石墨烯。

5.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合集流體，其特征在于，所述碳納米管的直徑為0.6－100nm；所述碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管。

6.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合集流體，其特征在于，所述發泡顆粒包括偶氮化合物、磺酰肼類化合物、亞硝基化合物、碳酸鹽中的一種或多種；所述有機模板劑包括季銨鹽類、長鏈硫酸鹽、長鏈磷酸鹽、長鏈伯胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段醚共聚物中的一種或多種；所述粘結劑包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸鈉、海藻酸、海藻酸鈉中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合集流體，其特征在于，所述導電基體包括銅箔、鋁箔或鐵箔；所述導電基體的厚度為4－20μm。

8.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池復合集流體，其特征在于，所述第一涂層的厚度為0.1－2μm；所述第二涂層的厚度為0.1－2μm。

9.一種鋰離子電池復合集流體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：將石墨烯分散到有機溶劑或水中，得到第一分散液；所述第一分散液中石墨烯的固含量為5％～20％；

步驟(2)：將粘結劑分散到水或溶劑中，待充分溶解后，得到粘度為500～2500mpa·s的第一膠液；將所述第一膠液加入至步驟(1)所述的第一分散液中并混合，混合過程使用行星式攪拌機，攪拌至平均粒徑小于15μm，得到第一預涂層漿料；步驟(3)：使用擠壓式涂布機或凹版印刷機將步驟(2)所述的第一預涂層漿料涂覆在導電基體兩面上，通過烘箱加熱烘干后，得到兩面均覆蓋有第一涂層的導電基體；

步驟(4)：將碳納米管、發泡顆粒、有機模板劑分散到有機溶劑或水中，得到第二分散液；所述第二分散液中的碳納米管的固含量為5％～20％；

步驟(5)：將粘結劑分散到水或溶劑中，待充分溶解后，得到粘度為500～2500mpa·s的第二膠液；將所述第二膠液加入至步驟(4)所述的第二分散液中并混合，混合過程使用行星式攪拌機，攪拌至平均粒徑小于15μm，得到第二預涂層漿料；

步驟(6)：使用擠壓式涂布機或凹版印刷機將步驟(5)所述的第二預涂層漿料涂覆在覆蓋有第一涂層的導電基體的兩面上；通過烘箱加熱烘干后，得到復合集流體。

10.根據權利要求9所述的一種鋰離子電池復合集流體，其特征在于，步驟(2)所述的粘結劑包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、海藻酸、海藻酸鈉中的一種或多種；步驟(2)所述的溶劑包括氮甲基吡咯烷酮或丙酮；步驟(4)所述發泡顆粒包括偶氮化合物、磺酰肼類化合物、亞硝基化合物、碳酸鹽中的一種或多種；步驟(4)所述有機模板劑包括季銨鹽類、長鏈硫酸鹽、長鏈磷酸鹽、長鏈伯胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段醚共聚物中的一種或多種；步驟(5)所述粘接劑包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸鈉、海藻酸、海藻酸鈉中的一種或多種；步驟(5)所述溶劑包括氮甲基吡咯烷酮或丙酮。