[发明专利]一种锂离子电池复合集流体及其制造方法

权利要求书

1.一种锂离子电池复合集流体，包括导电基体和涂层，所述导电基体的两面均覆盖有涂层，其特征在于，所述涂层包括第一涂层和第二涂层，所述第一涂层覆盖在所述导电基体表面上，所述第二涂层覆盖在所述第一涂层上；所述第一涂层的材质包括石墨烯和粘结剂；所述第二涂层的材质包括碳纳米管、粘结剂、发泡颗粒和有机模板剂。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池复合集流体，其特征在于，所述第一涂层包括下述组分按质量百分比组成：石墨烯90％－99％，粘结剂1％－10％。

3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池复合集流体，其特征在于，所述第二涂层包括下述组分按质量百分比组成：碳纳米管90％－99％、粘结剂0.5％－9％、发泡颗粒0.5％－9％，有机模板剂0％－9％。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池复合集流体，其特征在于，所述石墨烯包括单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯；所述少层石墨烯为3-10层石墨烯；所述多层石墨烯为11～100层石墨烯。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池复合集流体，其特征在于，所述碳纳米管的直径为0.6－100nm；所述碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池复合集流体，其特征在于，所述发泡颗粒包括偶氮化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物、碳酸盐中的一种或多种；所述有机模板剂包括季铵盐类、长链硫酸盐、长链磷酸盐、长链伯胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段醚共聚物中的一种或多种；所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸钠、海藻酸、海藻酸钠中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池复合集流体，其特征在于，所述导电基体包括铜箔、铝箔或铁箔；所述导电基体的厚度为4－20μm。

8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池复合集流体，其特征在于，所述第一涂层的厚度为0.1－2μm；所述第二涂层的厚度为0.1－2μm。

9.一种锂离子电池复合集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：将石墨烯分散到有机溶剂或水中，得到第一分散液；所述第一分散液中石墨烯的固含量为5％～20％；

步骤(2)：将粘结剂分散到水或溶剂中，待充分溶解后，得到粘度为500～2500mpa·s的第一胶液；将所述第一胶液加入至步骤(1)所述的第一分散液中并混合，混合过程使用行星式搅拌机，搅拌至平均粒径小于15μm，得到第一预涂层浆料；步骤(3)：使用挤压式涂布机或凹版印刷机将步骤(2)所述的第一预涂层浆料涂覆在导电基体两面上，通过烘箱加热烘干后，得到两面均覆盖有第一涂层的导电基体；

步骤(4)：将碳纳米管、发泡颗粒、有机模板剂分散到有机溶剂或水中，得到第二分散液；所述第二分散液中的碳纳米管的固含量为5％～20％；

步骤(5)：将粘结剂分散到水或溶剂中，待充分溶解后，得到粘度为500～2500mpa·s的第二胶液；将所述第二胶液加入至步骤(4)所述的第二分散液中并混合，混合过程使用行星式搅拌机，搅拌至平均粒径小于15μm，得到第二预涂层浆料；

步骤(6)：使用挤压式涂布机或凹版印刷机将步骤(5)所述的第二预涂层浆料涂覆在覆盖有第一涂层的导电基体的两面上；通过烘箱加热烘干后，得到复合集流体。

10.根据权利要求9所述的一种锂离子电池复合集流体，其特征在于，步骤(2)所述的粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、海藻酸、海藻酸钠中的一种或多种；步骤(2)所述的溶剂包括氮甲基吡咯烷酮或丙酮；步骤(4)所述发泡颗粒包括偶氮化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物、碳酸盐中的一种或多种；步骤(4)所述有机模板剂包括季铵盐类、长链硫酸盐、长链磷酸盐、长链伯胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段醚共聚物中的一种或多种；步骤(5)所述粘接剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸钠、海藻酸、海藻酸钠中的一种或多种；步骤(5)所述溶剂包括氮甲基吡咯烷酮或丙酮。