[发明专利]一种复合集流体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合集流体的制备方法，属于电池领域。所述制备方法包括：1）集流体预处理：先将集流体分别用乙醇、丙酮及去离子水在超声清洗仪里去除集流体的油污，干燥后备用；2）涂覆碳浆料：先配置MOF溶液，然后将步骤1）中的集流体放在溶液中，反应后干燥，待用；3）干燥碳化：将步骤2）中干燥后的集流体置于保护气氛中，并在高温下碳化，得到表面含有包覆层的集流体；4）酸洗：酸洗步骤3）中集流体，以去除集流体表面的非碳物质，得到含有碳包覆层的集流体；5）干燥碾压：将得到的集流体干燥、碾压，即得。本发明以金属框架化物作为碳化，将其碳化后作为集流体涂层，涂层与基体之间粘结力强，涂层不易脱落，制得的电池循环性能好。

技术领域

本发明属于电池领域，尤其涉及一种复合集流体及其制备方法。

背景技术

现有锂离子动力电池所用极片技术方案为直接采用厚度为9-20μm的集流体，涂覆活性物质制得极片。其不足之处在于普通集流体的表面粗糙度较低，比表面积较小，在涂覆负极浆料后光箔和浆料间的粘结力会比较差，从而导致极片在后续的分切、冲片、转移的过程中容易出现局部甚至大面积掉料的现象，使得产品的合格率降低，成本增加。另一方面，集流体与活性材料层之间的接触电阻过大，将会大大缩短电池的使用寿命。所以目前比较常用的方法是在集流体表面涂覆导电碳层来降低接触电阻，但导电涂层与集流体间的结合是靠粘结剂来实现的，而结合力不够强，而且导电碳层技术被日本少数企业掌握，技术复杂，成本高。专利申请CN 103545532 A公开了一种集流体用碳膜铝网的制备方法，包括：用有粘度的有机材料作为碳源，将其均匀涂于铝网表面，之后在一定温度下将有机物碳化，在铝网空隙内形成碳膜。其在铝网集流体的缝隙内涂覆一层碳膜，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。这种碳膜对接触电阻的降低能力有限；因此，有必要研究一种新的复合集流体。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种复合集流体及其制备方法；本发明以金属框架化物作为碳化，将其碳化后作为集流体的涂层，因此本发明制备的集流体的涂层与基体之间粘结力强，涂层不易脱落，制得的锂离子电池电化学性能好，循环使用寿命长。

本发明的目的之一是提供一种复合集流体的制备方法。

本发明的目的之二是提供一种电极材料的制备方法。

本发明的目的之三是提供一种电池。

本发明的目的之三是提供复合集流体的制备方法及其制备的集流体、电极材料的制备方法、电池的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开了一种复合集流体的制备方法，具体的，所述制备方法包括以下步骤：

(1)集流体预处理：先将集流体分别用乙醇、丙酮及去离子水在超声清洗仪里去除集流体的油污，干燥后备用。

(2)涂覆碳浆料：先配置MOF溶液，然后将步骤(1)中的集流体放在溶液中，反应后干燥，待用；MOF溶液的配置即制备MOF溶液，为现有技术，本发明不做具体限定。

(3)干燥碳化：将步骤(2)中干燥后的集流体置于保护气氛中，并在高温下碳化，得到表面含有包覆层的集流体。

(4)酸洗：酸洗步骤(3)中集流体，以去除集流体表面的非碳物质，得到含有碳包覆层的集流体。

(5)干燥碾压：将得到的集流体干燥、碾压，即得。

步骤(1)中，所述集流体为铝箔或铜箔。

步骤(1)中，所述干燥的方法为：在60-100℃的干燥箱中干燥1-20分钟。

步骤(2)中，所述MOF为MOF-Ti、MOF-Fe、MOF-Mn、MOF-Co、MOF-V、MOF-Cu、MOF-Zn、MOF-Al中的一种或两种以上的混合物。