[发明专利]一种电池集流体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电池集流体及其制备方法，所述电池集流体包括金属箔材和导电涂层，所述导电涂层由导电浆料涂覆在金属箔材表面上形成，其厚度≤300nm，所述导电浆料的组分包括导电石墨、导电炭黑、LiOH、粘结剂和溶剂。本发明的导电涂层通过合理的配比，提升活性物质和集流体的粘结力，减少活性物质中粘接剂的用量，提高电池能量密度及循环寿命；减少集流体的界面电阻，降低电池内阻。

技术领域

本发明涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种电池集流体及其制备方法。

背景技术

二次电池以锂离子电池等为代表，由于本身优异的综合性能，不管是在3C 消费领域，还是新能源动力电池和的大型储能电池方面，一直都占据重要地位。

锂离子电池等二次电池的集流体，是指汇集电流的结构或零件，在锂离子电池上主要指的是金属箔，如铜箔、铝箔。泛指也可以包括极耳。其功用主要是将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出，因此集流体应与活性物质充分接触，并且内阻应尽可能小为佳。

现有技术中，利用功能涂层对电池导电基材进行表面处理是一项突破性的技术创新，覆碳铝箔/铜箔就是将分散好的纳米导电石墨、碳包覆粒、碳纳米管等导电材料，均匀、细腻地涂覆在铝箔/铜箔上。它能提供极佳的静态导电性能，收集活性物质的微电流，从而可以大幅度降低正/负极材料和集流之间的接触电阻，并能提高两者之间的附着能力，可减少活性物质中粘结剂的使用量，进而使电池的整体性能产生显著的提升。

现有的涂碳箔材是采用石墨、炭黑、多层碳纳米管等导电材料复配，和不同比例的粘结剂、溶剂分散均匀后的导电浆料涂布到铝箔或者铜箔等金属箔材上。现有将导电浆料涂布在金属箔材上的涂布机，带料辊无法控制涂布在金属箔材上导电浆料的量，因此形成在金属箔材上的导电涂层的厚度一般大于1μm，无法形成厚度薄的导电涂层。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电池集流体，导电涂层通过合理的配比，提升活性物质和集流体粘结力，减少活性物质中粘接剂的用量，提高电池能量密度及循环寿命；减少集流体的界面电阻，降低电池内阻。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电池集流体的制备方法，通过涂布机和除铁装置的相互配合，有效除去导电浆料中的铁和杂质，以实现在金属箔材上形成单面厚度小于300nm的导电涂层。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电池集流体，包括金属箔材和导电涂层，所述导电涂层由导电浆料涂覆在金属箔材表面上形成，其厚度≤300nm，所述导电浆料的组分包括导电石墨、导电炭黑、LiOH、粘结剂和溶剂。

作为上述方案的改进，所述导电石墨的粒径(D50)2～6μm，比表面积20～ 30m²/g。

作为上述方案的改进，所述导电炭黑的吸油值为2.5～3.5ml/g。

作为上述方案的改进，所述导电石墨和导电炭黑的质量比为1：(7～11)。

作为上述方案的改进，所述导电浆料的粘度为50～200Cp。

作为上述方案的改进，所述导电浆料的组分按质量百分比算包括：导电石墨1％～1.5％、导电炭黑7％～16.5％、LiOH 0.5％～2％、粘结剂20％～30％和余量溶剂。

作为上述方案的改进，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮溶液、γ-丁内酯溶液、乙醇溶液、异丙醇溶液、正丙醇溶液或水溶液。

相应地，本发明还提供了一种上述电池集流体的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备导电浆料；

将粘结剂和第一部分溶剂混合均匀，得到混合溶液A；

将导电石墨和导电炭黑加入混合溶液A中，搅拌均匀，得到混合溶液B；