本发明属于锂电池,具体涉及一种复合集流体及制备方法。
背景技术:
1、集流体作为锂电池正负极材料的载体,从提高锂电池质量能量密度/体积能量密度的需求出发,集流体在锂电池中的质量占比/体积占比应当尽量低。因此,具备成本低、质量轻特点的复合集流体广泛应用于新能源行业。
2、目前,复合集流体主要为三明治结构,即中间的聚合物薄膜基底层和位于薄膜基底层相背的两个表面的金属层,其中,金属层采用电镀方式成型,具体的,先在基底层的侧面采用真空溅射等方式沉积金属种子层以使基底层的表面导电,之后在种子层上电镀金属层,由于金属层和聚合物材质之间在性质、结构等方面的巨大差异,使得金属层与聚合物薄膜基底层的结合力较差,金属层容易自聚合物薄膜基底层剥离脱落,导致复合集流体无法稳定地传导电子,降低了电池安全性能。
3、因此,亟需提高复合集流体中金属层与聚合物基底层之间的结合力。
技术实现思路
1、本发明针对现有的锂离子电池复合集流体的金属层与聚合物基底层之间的结合强度较差的问题,提供了一种复合集流体及制备方法。
2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种复合集流体,所述复合集流体包括:聚合物基底层、设置在所述聚合物基底层两个表面上的纳米导电层,以及设置于所述纳米导电层中远离所述聚合物基底层的一侧表面上的金属层;
3、其中,所述纳米导电层含有一维纳米导电材料,且至少部分一维纳米导电材料延伸至所述金属层中。
4、本发明第二方面提供一种复合集流体的制备方法,所述方法包括:
5、(1)将聚合物材料进行熔融成型、逐步固化;
6、(2)在半固化的聚合物基底层的两个表面上喷涂含一维纳米导电材料的分散液,之后进行固化,形成纳米导电层;
7、(3)将所述纳米导电层中远离所述聚合物基底层的一侧表面进行可选的糙化处理,之后沉积金属层,得到复合集流体。
8、本发明第三方面提供一种复合集流体的制备方法,所述方法包括:
9、(i)在聚合物基底层的两个表面上涂覆含一维纳米导电材料的分散液,之后进行固化,形成纳米导电层;
10、(ii)将所述纳米导电层中远离所述聚合物基底层的一侧表面进行糙化处理,得到糙化面,并在所述糙化面的表面沉积金属层,得到复合集流体。
11、本发明提供的复合集流体,在聚合物基底层的两个表面上设置有含一维纳米导电材料的纳米导电层,且所述纳米导电层中至少部分一维纳米导电材料延伸至所述金属层中,能够显著提高复合集流体中金属层与聚合物基底层之间的结合力。
1.一种复合集流体,其特征在于,所述复合集流体包括:聚合物基底层、设置在所述聚合物基底层两个表面上的纳米导电层,以及设置于所述纳米导电层中远离所述聚合物基底层的一侧表面上的金属层;
2.根据权利要求1所述的复合集流体,其中,所述一维纳米导电材料彼此交错搭接,形成三维网状结构。
3.根据权利要求1或2所述的复合集流体,其中,所述一维纳米导电材料包括第一纳米导电材料;
4.根据权利要求3所述的复合集流体,其中,所述一维纳米导电材料还包括第二纳米导电材料;
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合集流体,其中,所述聚合物基底层的材质选自聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚丙乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚氨基甲酸酯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硅橡胶、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜和聚苯醚中的至少一种;
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的复合集流体,其中,所述聚合物基底层的厚度为3-10μm;
7.一种复合集流体的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
8.一种复合集流体的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
9.根据权利要求7或8所述的方法,其中,基于所述含一维纳米导电材料的分散液的总重量,在所述分散液中,所述一维纳米导电材料的含量为0.1-5wt%;
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述一维纳米导电材料还包括第二纳米导电材料;
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述含一维纳米导电材料的分散液中还含有功能型聚合物;
12.根据权利要求7-11中任意一项所述的方法,其中,所述金属层为铜层或铝层;