[發(fā)明專利]鈦酸鋰電池集流體及其制備方法和應用

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• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN109698357A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 尹華岐;詹世英;馬美品
• 申請（專利權）人: 銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市合道英聯(lián)專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果;侯峰

本發(fā)明公開了一種鈦酸鋰電池集流體，其包括鋁箔基體，在所述鋁箔基體的至少一個表面上涂覆碳化鈦層。通過采用本發(fā)明集流體制備正、負極片，有效的提高了鈦酸鋰材料的導電性，加強了電池極片的剝離力；本發(fā)明通過采用凹版印刷的方法進行涂覆，有效的提高了集流體中涂覆層的均勻性；通過將本發(fā)明集流體應用于鋰離子電池中，有效的減小鈦酸鋰電池的內(nèi)阻，同時也提高了鈦酸鋰電池的循環(huán)性能。

技術領域

本發(fā)明屬于電池集流體技術領域，具體涉及鈦酸鋰電池集流體及其制備方法和應用。

背景技術

鋰離子電池作為新一代綠色可充電電源，具有能量密度大，工作電壓高，循環(huán)性能好等優(yōu)點；正逐漸取代鎳/氫、鎳/鎘等電池在電動汽車，混合動力汽車，電動工具，3C產(chǎn)品以及儲能等領域有著廣泛的應用前景，同時也能夠為現(xiàn)代軍事裝備如通信系統(tǒng)，航空航天等提供可靠的二次電源；因此發(fā)展環(huán)境適應性好，使用壽命長，能量密度高，安全性能好的鋰電池成為研究的重點。

目前，鈦酸鋰電池與石墨體系電池居多，兩者相比，因鈦酸鋰的平衡電位遠高于金屬鋰，鈦酸鋰電池在充放電過程，不會產(chǎn)生金屬鋰枝晶，并且鋰離子嵌脫過程，鈦酸鋰晶體結構應變非常小；這決定了鈦酸鋰電池具有非常長的循環(huán)壽命，可以實現(xiàn)上萬次充放電；安全性最高，可順利通過國標要求的各項安全測試；低溫性能最好，但其電極極片的粘附力較弱，電池內(nèi)阻大、循環(huán)性能差。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種鈦酸鋰電池集流體，解決了現(xiàn)有極片粘附力較弱，導致制備的電池的內(nèi)阻大、循環(huán)性能差的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：一種鈦酸鋰電池集流體，其包括鋁箔基體，在所述鋁箔基體的至少一個表面上涂覆碳化鈦層。

優(yōu)選地，所述鋁箔基體上涂覆碳化鈦層的表面為粗糙面，所述粗糙面的粗糙度≥10～13um。

優(yōu)選地，所述鋁箔基體的厚度為10～30μm，所述碳化鈦層的厚度為0.5～10μm。

本發(fā)明的另一個技術方案是這樣實現(xiàn)的：一種鈦酸鋰電池集流體的制備方法，該方法通過如下步驟實現(xiàn)：

步驟1，將碳化鈦加入膠液中，攪拌均勻，獲得預涂覆漿料；

步驟2，采用凹版印刷機將所述步驟1獲得的預涂覆漿料涂覆在厚度為10-30μm的鋁箔基體上，獲得涂覆后的鋁箔基體；

步驟3，烘烤所述步驟2獲得的涂覆后的鋁箔基體，獲得用于鈦酸鋰電池的集流體。

優(yōu)選地，所述步驟1中，所述碳化鈦的比表面積為5～10m²/g，所述碳化鈦的純度＞99％，所述碳化鈦的粒度分布位于0.2～1μm之間。

優(yōu)選地，所述步驟1中，所述預涂覆漿料中碳化鈦的質(zhì)量百分比為90～97％。

優(yōu)選地，所述步驟1中，所述膠液由分散劑、粘結劑及水組成，所述分散劑、粘結劑、水之間的質(zhì)量比為1:(5-10)：(145-155)；所述分散劑為羧甲基纖維素鈉、亞甲基雙萘磺酸鈉、聚丙烯酸鈉、磺酸鈉鹽、纖維素磺酸鈉鹽中的至少一種；粘結劑為丁苯膠、丙烯腈多元共聚物、酚醛樹脂、氨基樹脂、丙烯酸酯、橡膠型乳膠液、乙烯乙酸乙脂、明膠、PAA中的至少一種。

優(yōu)選地，所述步驟2中，所述凹版印刷機的印刷速度為50～100m/min；所述預涂覆漿料的涂覆厚度為2～10μm。

優(yōu)選地，所述步驟3中，所述烘烤溫度為80～120℃，所述烘烤時間為20-30h。

本發(fā)明的另一個技術方案是這樣實現(xiàn)的：一種鈦酸鋰電池，其由正極極片、負極極片以及電芯組裝而成，所述正極極片和負極極片由上述的集流體或者由上述的方法獲得的集流體制成。