[發(fā)明專利]一種多維度導(dǎo)電復(fù)合集流體及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810359858.5
• 申請(qǐng)日: 2018-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108365227A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙玉超;劉進(jìn);王雷;沈劍輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建猛獅新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/66
• 分類號(hào): H01M4/66;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種多維度導(dǎo)電復(fù)合集流體及其制造方法，采用多維度導(dǎo)電劑進(jìn)行復(fù)合使用形成具有高電導(dǎo)性能的漿料，將該高導(dǎo)電性能漿料涂制于金屬箔基材表面，進(jìn)行高溫處理得到多維度導(dǎo)電復(fù)合集流體能夠有效解決傳統(tǒng)集流體腐蝕、活性物質(zhì)脫落問(wèn)題。多維度導(dǎo)電漿料制取通過(guò)多維度導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、表面活性劑、添加劑A以及溶劑按照一定質(zhì)量配比進(jìn)行配置，通過(guò)涂覆于金屬箔基材表面得到多維度導(dǎo)電復(fù)合集流體。該多維度導(dǎo)電復(fù)合集流體具有高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱系數(shù)和良好的機(jī)械性能，其制造工藝簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)等技術(shù)特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多維度導(dǎo)電復(fù)合集流體及其制造方法，同時(shí)還是涉及鋰離子電池電極材料制造技術(shù)。

背景技術(shù)

目前全球生態(tài)環(huán)境的破壞、能源匱乏和世界各國(guó)發(fā)展新能源政策等原因推動(dòng)鋰離子電池的大力發(fā)展。鋰離子電池具有高功率密度、高工作電壓、高使用壽命等優(yōu)異的電化學(xué)性能，使得它廣泛的應(yīng)用于3C數(shù)碼產(chǎn)品、新能源汽車、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。

鋰離子電芯是鋰離子電池的重要組成單元，由集流體、正、負(fù)極活性物質(zhì)、隔膜以及電解液組合而成。鋰電子電池集流體主要是將正負(fù)電極活性物質(zhì)所產(chǎn)生的電流匯集起來(lái)利用集流體的導(dǎo)電性能匯集成為大電流對(duì)外輸出。故而根據(jù)電學(xué)原理，對(duì)于集流體與活性物質(zhì)之間要求其充分接觸保證其內(nèi)阻盡可能小。

然而，發(fā)明人在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中的集流體在使用過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：(1)傳統(tǒng)集流體一般采用金屬箔材作為集流體，進(jìn)而直接在其表面上涂覆活性物質(zhì)。金屬集流體的表面較為光滑，因此在極片制造過(guò)程中若是粘結(jié)劑的量少或者制備過(guò)程出現(xiàn)失誤而導(dǎo)致粘接劑無(wú)法發(fā)揮其粘接作用，進(jìn)而將活性物質(zhì)牢固粘附在集流體。(2)傳統(tǒng)集流體在鋰離子電池使用過(guò)程，電池內(nèi)部的集流體長(zhǎng)期浸泡在質(zhì)子有機(jī)電解液中出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象進(jìn)而使得集流體散失匯集傳導(dǎo)大電流的功能。(3)活性物質(zhì)在正常充放電的過(guò)程，其晶格因充放電而出現(xiàn)伸縮進(jìn)而致使活性物質(zhì)脫離集流體，最終導(dǎo)致電芯失效。(4)現(xiàn)有鋰電池技術(shù)在箔材上采用石墨涂層進(jìn)行修飾，涂層的均勻性差，或利用3D箔材進(jìn)行沉積得到的箔材強(qiáng)度低，易斷裂，同時(shí)其比表面增大加快質(zhì)子有機(jī)電解液對(duì)集流體的腐蝕。采用上述兩種方法得到的復(fù)合集流體價(jià)格高昂。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)研究本發(fā)明獲得一種新的復(fù)合型集流體具有良好的機(jī)械性能、高電導(dǎo)率、高導(dǎo)熱系數(shù)、耐腐蝕、低成本、易操作生產(chǎn)和良好的與活性物質(zhì)緊密結(jié)合等特性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種多維度導(dǎo)電復(fù)合集流體及其制造方法，采用多維度導(dǎo)電劑進(jìn)行復(fù)合使用形成具有高電導(dǎo)性能的漿料，將該高導(dǎo)電性能漿料涂制于金屬箔基材表面，進(jìn)行高溫處理得到多維度導(dǎo)電復(fù)合集流體能夠有效解決上述技術(shù)問(wèn)題。同時(shí)，該多維度導(dǎo)電復(fù)合集流體還具有高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱系數(shù)和良好的機(jī)械性能，其制造工藝簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)等技術(shù)特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種多維度導(dǎo)電復(fù)合集流體，其特征在于，包括至少一層金屬箔基材和位于金屬箔基材表面的至少一層多維度導(dǎo)電漿料層。

所述多維度導(dǎo)電漿料層包括有如下組分：多維度導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、表面活性劑、添加劑A，各組分的比例是，75～98％:0.1～10％:0.1～8％:0.5～15％。

所述多維度導(dǎo)電漿料層，包括零維導(dǎo)電劑層、一維導(dǎo)電劑層以及二維導(dǎo)電劑層中任選一或多種的組合。

所述多維度導(dǎo)電漿料層厚度10nm～35μm。

所述的金屬箔基材為普通金屬箔、泡沫材質(zhì)的金屬箔、多孔材質(zhì)的金屬箔中的一種或多種。

所述的金屬箔基材厚度5～22μm。

所述多孔類金屬箔基材孔隙率3～45％。

進(jìn)一步的，所述的零維導(dǎo)電劑包括零維導(dǎo)電炭黑和零維導(dǎo)電石墨；一維導(dǎo)電劑為一維導(dǎo)電碳纖維；二維導(dǎo)電劑為二維導(dǎo)電石墨烯。