[发明专利]一种集流体及其制备方法

说明书

本发明提供一种集流体及其制备方法，涉及化学电源技术领域，包括导电的基底层，和至少一层具有规则立体的格纹结构的导电涂层；所述导电涂层涂布于所述基底层上。本发明提供的集流体，通过在导电的基底层涂布至少一层具有规则立体的格纹结构的导电涂层，能够增加电极材料与导电涂层之间的接触面积，在增加集流体与电极材料结合强度的同时，还有利于提高集流体与电极材料之间的电子导通能力，从而能够在保证集流体电化学性能的同时，减少粘结剂的使用量。

技术领域

本发明涉及化学电源技术领域，具体而言，涉及一种集流体及其制备方法。

背景技术

用于电化学体系的集流体，主要作用是提供良好的电子导通能力；现有技术中的集流体，包括直接使用铝箔、铜箔或其他具有电子导通能力的基底膜作为集流体，以及涂层改性的集流体。

其中涂层改性的集流体是通过将改性涂层涂布于铝箔、铜箔或其他具有导电能力的基底表面而得到；涂层改性的集流体在使用过程中，由于涂覆于基底表面的涂层与电极材料层之间连接不牢固，导致电极材料和集流体连接不牢固，使得电极极片整体的电子导通能力较差，影响电化学体系大电流充放电条件下的性能发挥，并产生安全隐患。

发明内容

本发明解决的问题是如何提高涂层改性的集流体与电极材料之间的结合力。

为解决上述问题，本发明提供一种集流体，包括一导电的基底层，和至少一层具有规则立体的格纹结构的导电涂层；所述导电涂层涂布于所述基底层上。

可选地，所述格纹结构的横截面形状为菱形、六边形、U形、蛇形、方形、阴网点形、山形中的一种。

可选地，所述格纹结构的顶端与所述基底层之间的距离范围为0.05μm～5μm；所述格纹结构的顶端与所述格纹结构域的底端之间的距离范围为0.05μm～3μm。

可选地，所述格纹结构的最大宽度范围为0.01μm～2000μm。

可选地，所述基底层选自铜箔、铝箔、不锈钢箔、镍箔、碳纸、多孔金属箔、具有导电能力的膜体、具有导电能力的非金属膜体中的一种。

可选地，所述导电涂层包括导电材料、高分子粘结剂和导电聚合物。

可选地，所述导电材料选自碳黑、乙炔黑、碳纳米管、碳纤维、石墨、纳米石墨、石墨烯、富勒烯、导电氧化物中的至少一种。

可选地，所述导电聚合物选自聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔、聚对苯撑、聚对苯撑乙烯，和聚双炔物与氮氧基有机自由基聚合及其衍生物或嵌段、接枝共聚物中的至少一种。

本发明的另一目的在于提供一种上述的集流体的制备方法，包括如下步骤：

S1：将导电材料、高分子粘结剂、导电聚合物和溶剂混合，进行乳化研磨，得到导电涂层浆料；

S2：对基底层进行表面粗化预处理，得到预处理的基底层；

S3：采用具有规则立体格纹结构版辊的正相印刷式涂布机，将所述导电涂层浆料涂布于所述预处理的基底层的表面，并于50℃～200℃进行烘烤干燥，得到所述集流体。

可选地，步骤S3中所述涂布的速度范围为1～180米/分钟。

与现有技术相比，本发明提供的集流体具有如下优势：

本发明提供的集流体，通过在导电的基底层涂布至少一层具有规则立体的格纹结构的导电涂层，能够增加电极材料与导电涂层之间的接触面积，在增加集流体与电极材料结合强度的同时，还有利于提高集流体与电极材料之间的电子导通能力，从而能够在保证集流体电化学性能的同时，减少粘结剂的使用量。

附图说明

图1为本发明所述的导电涂层的结构示意图；