一種鋰離子電池集流體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種鋰離子電池集流體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋰離子電池作為新型能量?jī)?chǔ)存裝置在很多領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，如軍事領(lǐng)域、移動(dòng)通訊裝置、計(jì)算機(jī)以及電動(dòng)汽車的混合電源等。集流體作為電化學(xué)電池的一個(gè)重要組成部分，在鋰離子電池中，集流體表面通常承載電極活性材料并接觸電解液，為電化學(xué)反應(yīng)提供電子通道，以加快電子的轉(zhuǎn)移，并將電子傳輸?shù)酵怆娐沸纬呻娏?。因此，集流體對(duì)電化學(xué)電池的性能起到了至關(guān)重要的作用。作為集流體需要滿足電導(dǎo)率高、機(jī)械性能好、粘附性能好以及內(nèi)阻小等特點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的集流體通常是由各種導(dǎo)電的金屬箔構(gòu)成，如銅箔、鋁箔等。然而這些金屬箔片很容易被腐蝕老化。另外，由于比表面積大、粘附性較差，正、負(fù)極漿料難以在這些箔片上形成均勻的電極活性物質(zhì)層，導(dǎo)致正、負(fù)極極片發(fā)生掉料、褶皺等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了鋰離子電池的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了很好地解決這些問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種鋰離子電池集流體的制備方法，不僅有效防止集流體腐蝕老化，降低箔片的比表面積，使得活性物質(zhì)材料更容易粘附在金屬箔上，而且還可以提高鋰離子電池的能量密度。
[0005]本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池集流體的制備方法，其特征是采用以下步驟:
(1)提供一表面整潔、光滑的金屬箔作為基底；
(2 )在AgN03或Cu (N03) ■ 3H20的聚苯胺液體中滴加NaBH4，制得銀或銅納米粒子溶液；
(3)將金屬箔浸入到銀或銅納米粒子溶液中，通過(guò)分子自組裝技術(shù)在金屬箔上形成一層含有銀或銅納米粒子的聚合物薄膜。
[0006]上述為本發(fā)明的制備方法，更優(yōu)選的是所述步驟(1)中的金屬箔為鋁箔或銅箔。
[0007]上述為本發(fā)明的制備方法，更優(yōu)選的是所述步驟(2)中制備銀或銅納米粒子溶液的具體步驟為:
將濃度為0.001-0.0lmol/L的AgN03或Cu(N03) ■ 3H20溶液加入到聚苯胺液體中，混合均勻后，滴加濃度為0.005-0.05mol/L的NaBH4溶液;所述AgN03或Cu(N03) ■ 3出0溶液、聚苯胺液體、NaBH4溶液的體積比為50-10: 20: 2-10。
[0008]所述的聚苯胺液體為粒徑為5_50nm納米的聚苯胺水分散液體，濃度為0.005-0.05mol/Lo
[0009]上述的發(fā)明的制備方法，更優(yōu)選的所述自組裝過(guò)程中金屬箔的浸漬時(shí)間為0.5-5h0
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，通過(guò)上述方法制備的集流體中，Ag、Cu等納米粒子與聚苯胺通過(guò)自組裝技術(shù)形成的聚合物薄膜層，不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性能，而且能夠提高集流體的導(dǎo)電性能，加快電荷轉(zhuǎn)移，提高庫(kù)倫效率。
【具體實(shí)施方式】
[0011]對(duì)比例
(1)提供表面整潔、光滑的鋁箔和銅箔作為集流體(放入酸性溶液中處理一下，然后用去離子水洗干凈);
(2)選取一定量的碳材料(石墨)、增稠劑(羧甲基纖維素鈉一CMC)、溶劑(去離子水)、膠黏劑(丁苯橡膠一SBR)和導(dǎo)電劑(導(dǎo)電炭黑一Super-P)等制成負(fù)極楽料；選取一定量的LiFeP04、溶劑(N-甲基吡咯烷酮一NMP)、粘結(jié)劑(聚偏氟乙烯一PVDF)和導(dǎo)電劑(導(dǎo)電炭黑一Super-P)等制備成正極楽料。將混合好的正、負(fù)極楽料涂覆到集流體上，經(jīng)過(guò)烘干、$昆壓、切片等工序制成鋰離子電池的正、負(fù)極片；
(3)以PE材質(zhì)作為鋰電池隔膜，將隔膜-負(fù)極-隔膜-正極卷繞成卷芯；以LiPF6為電解質(zhì)，以碳酸乙烯酯等為溶劑構(gòu)成的溶液為電解液，采用真空浸漬技術(shù)填充電解液，組裝成圓柱鋰離子電池。
[0012]實(shí)施例1
(1)提供表面整潔、光滑銅箔(與對(duì)比例相同)作為集流體(放入酸性溶液中處理一下，然后用去離子水洗干凈)；
(2)將20mL0.005mol/L AgN03加入到20mL 0.0lmol/L的聚苯胺溶
液中，在攪拌的條件下，逐滴加入5mL0.0lmol/L NaBH4，制得一定濃度的銀納米粒子溶液；
(3)將經(jīng)過(guò)處理的銅箔浸入到Ag納米粒子的聚苯胺溶液中l(wèi)h，含
有Ag納米粒子的聚苯胺會(huì)通過(guò)分子自組裝技術(shù)在銅箔上形成一層聚合物薄膜；
(4)采取與對(duì)比例相同的步驟和材料，先制成鋰離子電池的正、負(fù)極片，再組裝成圓柱鋰離子電池。
[0013]將本實(shí)施例制成的鋰離子電池與對(duì)比例的電池進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，能量密度提高15%，內(nèi)阻降低28%，循環(huán)性能提高30%?？垢g性能測(cè)試，集流體的使用壽命提高75%。
[0014]實(shí)施例2
(1)提供表面整潔、光滑的銅箔(與對(duì)比例相同)作為集流體(可放入酸性溶液中處理一下，然后用去離子水洗干凈)；
(2)將30mL0.005mol/L Cu(N03).3Η20加入到20mL 0.0lmol/L的聚苯胺溶液中，在攪拌的條件下，逐滴加入5mL0.01mol/L NaBH4，制得一定濃度的銅納米粒子溶液；
(3)將經(jīng)過(guò)處理的銅箔浸入到Cu納米粒子的聚苯胺溶液中l(wèi)h，含有Cu納米粒子的聚苯胺會(huì)通過(guò)分子自組裝技術(shù)在銅箔上形成一層聚合物薄膜；
(4)采取與對(duì)比例相同的步驟和材料，先制成鋰離子電池的正、負(fù)極片，再組裝成圓柱鋰離子電池。
[0015]將本實(shí)施例制成的鋰離子電池與對(duì)比例的電池進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，能量密度提高10%，內(nèi)阻降低20%，循環(huán)性能提高24%?？垢g性能測(cè)試，集流體的使用壽命提高50%。
[0016]以上所述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰離子電池集流體的制備方法，其特征是采用以下步驟: (1)提供一表面整潔、光滑的金屬箔作為基底； (2)在AgN03或Cu(N03)■ 3H20的聚苯胺液體中滴加NaBH4，制得銀或銅納米粒子溶液； (3)將金屬箔浸入到銀或銅納米粒子溶液中，通過(guò)分子自組裝技術(shù)在金屬箔上形成一層含有銀或銅納米粒子的聚合物薄膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述步驟(1)中的金屬箔為:鋁箔、銅箔或銀箔等導(dǎo)電性能好的金屬。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述步驟(2)中制備銀或銅納米粒子溶液的具體步驟為: 將濃度為0.001-0.01mol/L的AgN03或Cu(N03) ■ 3H20溶液加入到聚苯胺液體中，混合均勻后，滴加濃度為0.005-0.05mol/L的NaBH4溶液;所述AgN03或Cu(N03) ■ 3H20溶液、聚苯胺液體、NaBH4溶液的體積比為50-10: 20: 2-10。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是，所述的聚苯胺液體為粒徑為5-50nm的聚苯胺水分散液體，濃度為0.005-0.05mol/L。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是，所述的自組裝過(guò)程中金屬箔的浸漬時(shí)間為0.5-5h。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池集流體的制備方法：其方法包括以下步驟：(1)金屬箔，如鋁箔、銅箔等。(2)自組裝膜，通過(guò)分子自組裝技術(shù)將Ag、Cu等納米粒子與聚苯胺在金屬箔上形成一層聚合物薄膜。本發(fā)明是以金屬箔為基材，在其上自組裝形成一層完整、均勻的摻雜納米粒子的聚合物薄膜。它不僅可以有效的防止金屬箔腐蝕老化，而且還可以增強(qiáng)金屬箔作為集流體的導(dǎo)電性能，大大提高了鋰離子電池的能量密度。
【IPC分類】H01M4/66, H01M10/0525
【公開(kāi)號(hào)】CN105489900
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510989600
【發(fā)明人】關(guān)成善, 宗繼月, 李濤, 單傳省, 梅慶虎
【申請(qǐng)人】山東精工電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日