[發明專利]結合腐殖酸的金屬箔膜集流體以及含有其的電池和超級電容器

有效

• 申請號: 201780060219.2
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN109792055B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 阿茹娜·扎姆;張博增
• 申請（專利權）人: 納米技術儀器公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;B82Y30/00;B82Y40/00;C08K3/04;H01M4/64;H01M4/70;H01M4/78
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 艾娟;鄭霞

1.一種用于電池或超級電容器的結合腐殖酸的金屬箔集流體，所述集流體包括：

(a)薄金屬箔，所述薄金屬箔具有從1μm至30μm的厚度和兩個相反但基本上平行的主表面；以及

(b)至少一個腐殖酸或腐殖酸和石墨烯片的混合物的薄膜，其中所述腐殖酸或腐殖酸/石墨烯混合物的薄膜化學結合到所述金屬箔的所述兩個相反主表面中的至少一個；

其中當在沒有所述薄金屬箔的情況下單獨測量時，所述腐殖酸或腐殖酸/石墨烯混合物的薄膜具有從5nm至10μm的厚度、按重量計從0.01％至10％的氧含量、從1.3至2.2g/cm³的物理密度、基本上相互平行并且平行于所述主表面取向的六方碳平面、六方碳平面之間0.335至0.50nm的平面間間距、大于250W/mK的熱導率、和大于800S/cm的電導率。

2.如權利要求1所述的集流體，其中，所述兩個相反主表面中的每一個與所述腐殖酸或腐殖酸/石墨烯混合物的薄膜化學結合。

3.如權利要求1所述的集流體，其中，所述腐殖酸或腐殖酸/石墨烯的薄膜化學結合到所述金屬箔的所述兩個相反主表面中的至少一個而不使用粘合劑或膠粘劑。

4.如權利要求1所述的集流體，其中，所述腐殖酸或腐殖酸/石墨烯的薄膜使用粘合劑或膠粘劑結合到所述金屬箔的所述兩個相反主表面中的至少一個。

5.如權利要求4所述的集流體，其中，所述粘合劑或膠粘劑是選自本征導電聚合物、或無定形碳的導電材料。

6.如權利要求4所述的集流體，其中，所述粘合劑或膠粘劑是選自瀝青、或碳化樹脂的導電材料。

7.如權利要求1所述的集流體，其中，所述薄金屬箔具有從4至12μm的厚度并且所述腐殖酸或腐殖酸/石墨烯混合物的薄膜具有從20nm至2μm的厚度。

8.如權利要求1所述的集流體，其中，所述至少一個主表面在其上不含有鈍化金屬氧化物層。

9.如權利要求1所述的集流體，其中，所述金屬箔選自Cu、Ti、Ni、不銹鋼、Al箔、或其組合。

10.如權利要求1所述的集流體，其中，所述薄膜具有按重量計從1％至5％的氧含量。

11.如權利要求1所述的集流體，其中，所述薄膜具有小于1％的氧含量、小于0.345nm的平面間間距、以及不小于3,000S/cm的電導率。

12.如權利要求1所述的集流體，其中，所述薄膜具有小于0.1％的氧含量、小于0.337nm的平面間間距、以及不小于5,000S/cm的電導率。

13.如權利要求1所述的集流體，其中，所述薄膜具有不大于0.05％的氧含量、小于0.336nm的平面間間距、不大于0.7的嵌鑲展度值、以及不小于8,000S/cm的電導率。

14.如權利要求1所述的集流體，其中，所述薄膜具有小于0.336nm的平面間間距、不大于0.4的嵌鑲展度值、以及大于10,000S/cm的電導率。

15.如權利要求1所述的集流體，其中，所述薄膜展現出小于0.337nm的平面間間距和小于1.0的嵌鑲展度值。

16.如權利要求1所述的集流體，其中，通過以下方式獲得所述薄膜：在取向控制應力的影響下將腐殖酸或腐殖酸和石墨烯片的混合物的懸浮液沉積到所述至少一個主表面上以形成腐殖酸或腐殖酸和石墨烯片的混合物的層，并且然后在從80℃至1,500℃的熱處理溫度下熱處理所述層。