[发明专利]集流体及其制备方法、负电极以及二次电池

说明书

本发明公开了一种集流体及其制备方法，包括铜片本体以及形成在铜片本体上的PI膜层，所述PI膜层经由激光扫描辐照划分为多个相互间隔的PI单元，每一所述PI单元的四周侧壁形成有激光诱导石墨烯。本发明还公开了包括以上所述集流体的负电极以及相应的二次电池。本发明提供的集流体应用于二次电池中，可以使得二次电池具有更高、更稳定的库伦效率和更长的循环寿命。

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种集流体及其制备方法，还涉及包含所述集流体的负电极以及相应的二次电池。

背景技术

锂电池具有工作温度范围宽，放电电压平稳，自放电率低，使用寿命长等优点，已被广泛应用于各种领域，特别是航天航空、军事、长寿命仪器仪表、物流追踪、汽车电子、移动数码产品等领域。

锂电池的工作原理是将化学能转化为电能的一种电化学装置，那么在这个过程中，需要一种介质把化学能转化的电能传递出来，这里就需要使用导电材料作为集流体。在普通材料中，金属材料是导电性最好的材料，其中价格便宜且导电性良好的就是铜。

目前使用铜箔作为集流体的电极的制备主要是：将活性材料浆料直接涂布于铜箔表面，干燥后通过粘结剂实现活性材料固定于集流体表面。这样的电极结构，在持续的充放电过程中，很容易发生活性材料与集流体间的膨胀脱离，内阻增大，导致锂金属电池仍然存在库仑效率低、容量退化快等问题。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种集流体及其制备方法，所述集流体可以使得锂电池等二次电池具有更高、更稳定的库伦效率和更长的循环寿命。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种集流体，包括铜片本体以及形成在铜片本体上的PI膜层，其中，所述PI膜层经由激光扫描辐照划分为多个相互间隔的PI单元，每一所述PI单元的四周侧壁形成有激光诱导石墨烯。

具体地，所述多个相互间隔的PI单元在所述铜片本体上呈矩阵阵列排布。

具体地，所述铜片本体为铜箔，其厚度为10μm～20μm。

具体地，所述PI膜层的厚度为50μm～70μm。

本发明还提供了如上所述的集流体的制备方法，其包括：提供铜片本体并在所述铜片本体上制备形成PI膜层；对所述PI膜层进行激光扫描辐照，将所述PI膜层划分为多个相互间隔的PI单元，并且每一所述PI单元的四周侧壁形成有激光诱导石墨烯。

具体地，进行激光扫描辐照的工艺条件为：激光功率密度为60W/cm²～95W/cm²，扫描速度为2cm/s～4cm/s，扫描间距为400μm～800μm。

具体地，分别沿相互垂直的第一方向和第二方向对所述PI膜层进行激光扫描辐照，以使形成的多个相互间隔的PI单元在所述铜片本体上呈矩阵阵列排布。

具体地，沿所述第一方向和/或第二方向对所述PI膜层进行激光扫描辐照的次数为3～8次。

本发明还提供了一种电极极片，其包括如上所述的集流体。

本发明的另一方面是提供一种二次电池，其包括如上所述的电极极片。

本发明实施例提供的集流体及其制备方法，以铜片(铜箔)为本体，通过激光扫描辐照将PI膜层划分层多个相互间隔的PI单元，并且每个PI单元的四周形成激光诱导石墨烯(Laser Induced Graphene,LIG)，由此制备获得的集流体应用于锂电池等二次电池中，可以使得二次电池具有更高、更稳定的库伦效率和更长的循环寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的集流体的SEM图；