本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及一种锂电池的聚酰亚胺基复合集流体及其制备方法和锂电池。
背景技术：
1、锂离子电池由于其高能量密度以及有意的循环性性能，在众多储能设备中脱颖而出，被广泛的运用于移动电子设备，如笔记本电脑、手机、电子手表等，甚至可以作为交通运输工具的驱动能源，如电动自行车以及电动汽车等。集流体作为锂离子电池重要的重要组件，其作用是收集电流并承载活性物质，将活性物质产生的电流收集起来，得到较大的电流输出电池，从而实现化学能向电能的转变。锂离子电池传统的集流体为金属集流体，铜箔由于其优异的导电性以及合适的成本，被选为锂离子电池常用的负极集流体。然而，铜箔作为集流体时，也存在一些会阻碍锂离子电池性能的缺点。例如铜箔集流体厚度与力学强度两者取舍的问题，当厚度较薄时，机械强度小，集流体容易变形，当厚度较厚时，虽然机械强度更高，但是由于质量与厚度的增加，会对电池的能量密度造成影响。此外，铜集流体与活性物质之间较弱的相互作用以及其固有的刚性，在电池循环过程中，活性物质可能会由于其膨胀而脱落，从而使得电池容量的衰退以及循环寿命的降低。
2、聚合物基复合集流体是以聚合物为基底材料，在聚合物表面镀上金属层得到的三明治结构。与传统的金属集流体相比，由于使用聚合物代替了一部分的金属，一方面显著的降低了集流体的质量，厚度也得到了一定的改善，使得集流体更加的轻薄，从而提高电池的能量密度；另一方面，由于聚合物层的引入，当发生枝晶穿刺时，聚合物层会熔断，使得电池的短路转变为断路，从而终止电池的热失控过程，将电池的损坏控制在发生穿刺的位点。聚酰亚胺(pi)具有优异的机械性能、热力学性能以及化学稳定性，可作为复合集流体的理想基底材料，但是，现有的聚酰亚胺上镀铜，往往存在着镀铜速度慢且铜膜层不均匀，易脱落的问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法，极大的提升聚酰亚胺基复合集流体的化学镀铜的速率，并且增强镀层的均匀性。
2、本发明的另一目的在于提供一种锂电池的聚酰亚胺基复合集流体。
3、本发明的再一目的在于提供一种锂电池。
4、本发明的目的通过以下技术方案实现：
5、一种锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法，包括以下步骤：
6、(1)将含氰基的二胺与二酐在n,n-二甲基甲酰胺中合成聚酰胺酸前驱体溶液；
7、所述含氰基的芳香二胺具有以下结构式：
8、
9、所述二酐具有以下结构式：
10、
11、(2)将步骤(1)制备得到的聚酰胺酸前驱体溶液制备成聚酰亚胺薄膜；
12、(3)将步骤(2)得到的聚酰亚胺薄膜置于naoh溶液中浸泡50～60min；然后置于agno3溶液中浸泡10～15min；
13、(4)将步骤(3)处理后的聚酰亚胺薄膜置于镀铜浴中，镀铜25～50min，得到聚酰亚胺基复合集流体；
14、所述镀铜浴包含以下组分：
15、
16、优选的，步骤(1)所述将含氰基的二胺与二酐在n,n-二甲基甲酰胺中合成聚酰胺酸前驱体溶液，具体为：
17、将含氰基的芳香二胺与芳香二酐以1:1的摩尔比溶解在n,n-二甲基甲酰胺中，在氮气气氛下，室温搅拌6～7h，得到聚酰胺酸前驱体溶液。
18、优选的，步骤(2)所述将步骤(1)制备得到的聚酰胺酸前驱体溶液制备成聚酰亚胺薄膜，具体为：
19、使用涂膜器将步骤(1)中的聚酰胺酸前驱体溶液涂成薄膜状，在真空烘箱中梯度升温，由室温升温至75～85℃保温50～60min，结束后升温至115～125℃保温50～60min，然后升温至155～165℃保温50～60min，最后升温至195～205℃保温115～125min，得到聚酰亚胺薄膜。
20、优选的，步骤(1)所述聚酰胺酸前驱体溶液的固含量为14％-16％。
21、优选的，步骤(4)聚酰亚胺薄膜的厚度为6-15μm。
22、优选的，步骤(3)所述naoh溶液的浓度为10～20wt％。
23、优选的，步骤(3)所述agno3溶液的浓度为0.8～1.2g/l。
24、具体的，所述的聚酰亚胺薄膜的结构为如下重复单元：
25、
26、其中，n为聚合度。
27、一种锂电池的聚酰亚胺基复合集流体，由所述的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法制备而成。
28、一种锂离子电池，包括所述的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体。
29、本发明的原理为：
30、本发明使用两步法制得含氰基聚酰亚胺薄膜，通过化学镀铜的方法，使用碱液解开部分亚胺环，然后通过在1g/l的agno3溶液中浸泡的方法，在薄膜上引入ag-1，最终在镀铜浴给薄膜表面镀上铜，最终制得聚酰亚胺基复合集流体。将此复合集流体进行cu层黏附性测试，与不含氰基聚酰亚胺基复合集流体相比，具有更强的cu层黏附性，并且铜层均匀，镀铜速率显著提升。将其作为锂离子电池集流体，装配于锂离子电池中进行电池性能测试，表现出高能量密度、低界面电阻和低离子传输电阻等优点。
31、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
32、(1)本发明的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法，在聚酰亚胺中引入氰基，可以极大的提升化学镀铜的速率，并且增强镀层的均匀性。
33、(2)本发明的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体，通过引入强极性基团氰基，增强聚酰亚胺基与铜层的黏附性。
34、(3)本发明的锂电池，氰基的引入赋予聚酰亚胺薄膜高的表面极性，可以提高聚酰亚胺薄膜与铜的界面黏附性，并且所得复合集流体与电解液具有更高的亲和性，有助于锂离子迁移。由于极性基团的引入，复合集流体与活性物质间的黏附性更强，使得电池界面电阻更低。同时由于聚酰亚胺具有羰基，在代替一部分铜后，除了可以极大的降低电极的质量，还可以储存一部分的li+1，给电池提供一定的额外容量。使得装配了该复合集流体的电池具备更好的电化学性能。
1.一种锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述将含氰基的二胺与二酐在n,n-二甲基甲酰胺中合成聚酰胺酸前驱体溶液，具体为：
3.根据权利要求1所述的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述将步骤(1)制备得到的聚酰胺酸前驱体溶液制备成聚酰亚胺薄膜，具体为：
4.根据权利要求1所述的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚酰胺酸前驱体溶液的固含量为14％-16％。
5.根据权利要求1所述的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法，其特征在于，步骤(4)聚酰亚胺薄膜的厚度为6-15μm。
6.根据权利要求1所述的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述naoh溶液的浓度为10～20wt％。
7.根据权利要求1所述的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述agno3溶液的浓度为0.8～1.2g/l。
8.根据权利要求1所述的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法，其特征在于，所述的聚酰亚胺薄膜的结构为如下重复单元：
9.一种锂电池的聚酰亚胺基复合集流体，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体的制备方法制备而成。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的锂电池的聚酰亚胺基复合集流体。
