[发明专利]一种集流体用碳膜铝网的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集流体用碳膜铝网的制备方法，属于电池技术领域。

背景技术

锂离子二次电池是一种优秀的能量存储和转换的器件，已经在人们生产和生活中的各个领域得到了广泛应用。传统的锂离子电池采用铝箔作为电池正极的集流体，质量较重，而且正极材料与集流体之间的结合力较差，在涂布完成后会出现材料脱落等问题。检索专利发现，还没有发现采用同类方法制备集流体用碳膜铝网的相关专利。

发明内容

本发明的目的是提供一种集流体用碳膜铝网的制备方法，其在铝网集流体的缝隙内涂覆一层碳膜，作为锂离子电池集流体，降低传统铝箔集流体的重量的同时可以增加正极材料与集流体之间的结合力，碳膜铝网制备工艺简单，并且质量轻、增加铝网的表面积。

本发明的技术方案是这样实现的：一种集流体用碳膜铝网的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）    选取一定质量葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯等有机碳源，溶于水、氮甲基吡咯烷酮等溶剂中当中，在25℃~100℃温度下，配制成形成浓度在30 g/L~200g/L的粘稠状浆料；

（2）    使用拉浆的方法，将（1）中所得到的粘稠状浆料涂于铝网表面；

（3）    在25℃~110℃温度下，在空气氛或者氩气、氮气氛下烘干浆料，在铝网表面得到一层50~500μm厚度的有机物膜。之后将铝网置于惰性或者还原性气体中并在300~400℃加热碳化2~4小时，使有机物薄膜碳化，之后冷却即得到碳膜铝网。

本发明的积极效果是使用碳膜铝网代替铝箔，铝网本身的质量较轻，使集流体整体变轻，并且碳膜可以作为正极材料与铝网之间的过渡层，可以增强正极材料与铝网之间的结合力。

附图说明

图1 实例2中生成的碳膜铝网的光学照片。

图2 实例2中生成的碳膜铝网的能谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，在下述的具体实例描述中，给出了大量具体的细节以及便提供对本发明更为深刻的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征为进行描述。

实施例1

选择葡萄糖作为碳源，将2g C₆H₁₂O₆·H₂O溶于10ml去离子水中，形成200g/L葡萄糖水溶液。将葡萄糖水溶液在100℃下加热沸腾并且搅拌制成糖浆，之后将铝网置入糖浆中拉浆，在铝网表面形成一层糖膜，80℃下烘干糖浆，之后将铝网置于Ar₂保护下在400℃碳化4小时。冷却后取出就得到了碳膜铝网。

实施例2

选择聚乙烯吡咯烷酮作为碳源，将1g聚乙烯吡咯烷酮溶于20ml去离子水中，形成50g/L溶液。将溶液在常温下搅拌至粘稠，之后将铝网置入溶液中拉浆，在铝网表面形成一层粘稠薄膜，25℃下风干，在铝网表面形成一层有机物薄膜，之后将铝网置于H₂与Ar₂混合保护气下在300℃碳化2小时。冷却后取出就得到了碳膜铝网。图1、2存在碳元素的特征峰，表明铝网的间隙中存在碳。

实施例3

选择聚偏氟乙烯作为碳源，将3g聚乙烯吡咯烷酮溶于100ml聚偏氟乙烯中，将溶液在40℃下搅拌至完全溶解，形成30g/L溶液。之后将铝网置入溶液中拉浆，在铝网表面形成一层粘稠薄膜，110℃下真空干燥，在铝网表面形成一层有机物薄膜，之后将铝网置于氮气保护下在350℃碳化3小时。冷却后取出就得到了碳膜铝网。