CN108365227A - 一种多维度导电复合集流体及其制造方法 - Google Patents
一种多维度导电复合集流体及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108365227A CN108365227A CN201810359858.5A CN201810359858A CN108365227A CN 108365227 A CN108365227 A CN 108365227A CN 201810359858 A CN201810359858 A CN 201810359858A CN 108365227 A CN108365227 A CN 108365227A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- various dimensions
- current collector
- composite current
- conductive
- conduction composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/665—Composites
- H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多维度导电复合集流体及其制造方法,采用多维度导电剂进行复合使用形成具有高电导性能的浆料,将该高导电性能浆料涂制于金属箔基材表面,进行高温处理得到多维度导电复合集流体能够有效解决传统集流体腐蚀、活性物质脱落问题。多维度导电浆料制取通过多维度导电剂、粘结剂、表面活性剂、添加剂A以及溶剂按照一定质量配比进行配置,通过涂覆于金属箔基材表面得到多维度导电复合集流体。该多维度导电复合集流体具有高导电性、高导热系数和良好的机械性能,其制造工艺简单且易于实现等技术特点。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域,特别是涉及一种多维度导电复合集流体及其制造方法,同时还是涉及锂离子电池电极材料制造技术。
背景技术
目前全球生态环境的破坏、能源匮乏和世界各国发展新能源政策等原因推动锂离子电池的大力发展。锂离子电池具有高功率密度、高工作电压、高使用寿命等优异的电化学性能,使得它广泛的应用于3C数码产品、新能源汽车、储能等领域。
锂离子电芯是锂离子电池的重要组成单元,由集流体、正、负极活性物质、隔膜以及电解液组合而成。锂电子电池集流体主要是将正负电极活性物质所产生的电流汇集起来利用集流体的导电性能汇集成为大电流对外输出。故而根据电学原理,对于集流体与活性物质之间要求其充分接触保证其内阻尽可能小。
然而,发明人在研究过程中发现现有技术中的集流体在使用过程中主要存在以下问题:(1)传统集流体一般采用金属箔材作为集流体,进而直接在其表面上涂覆活性物质。金属集流体的表面较为光滑,因此在极片制造过程中若是粘结剂的量少或者制备过程出现失误而导致粘接剂无法发挥其粘接作用,进而将活性物质牢固粘附在集流体。(2)传统集流体在锂离子电池使用过程,电池内部的集流体长期浸泡在质子有机电解液中出现腐蚀现象进而使得集流体散失汇集传导大电流的功能。(3)活性物质在正常充放电的过程,其晶格因充放电而出现伸缩进而致使活性物质脱离集流体,最终导致电芯失效。(4)现有锂电池技术在箔材上采用石墨涂层进行修饰,涂层的均匀性差,或利用3D箔材进行沉积得到的箔材强度低,易断裂,同时其比表面增大加快质子有机电解液对集流体的腐蚀。采用上述两种方法得到的复合集流体价格高昂。
为了解决上述技术问题,通过研究本发明获得一种新的复合型集流体具有良好的机械性能、高电导率、高导热系数、耐腐蚀、低成本、易操作生产和良好的与活性物质紧密结合等特性。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提出一种多维度导电复合集流体及其制造方法,采用多维度导电剂进行复合使用形成具有高电导性能的浆料,将该高导电性能浆料涂制于金属箔基材表面,进行高温处理得到多维度导电复合集流体能够有效解决上述技术问题。同时,该多维度导电复合集流体还具有高导电性、高导热系数和良好的机械性能,其制造工艺简单且易于实现等技术特点。
为了实现上述目标,本发明所采用的技术方案如下:
一种多维度导电复合集流体,其特征在于,包括至少一层金属箔基材和位于金属箔基材表面的至少一层多维度导电浆料层。
所述多维度导电浆料层包括有如下组分:多维度导电剂、粘结剂、表面活性剂、添加剂A,各组分的比例是,75~98%:0.1~10%:0.1~8%:0.5~15%。
所述多维度导电浆料层,包括零维导电剂层、一维导电剂层以及二维导电剂层中任选一或多种的组合。
所述多维度导电浆料层厚度10nm~35μm。
所述的金属箔基材为普通金属箔、泡沫材质的金属箔、多孔材质的金属箔中的一种或多种。
所述的金属箔基材厚度5~22μm。
所述多孔类金属箔基材孔隙率3~45%。
进一步的,所述的零维导电剂包括零维导电炭黑和零维导电石墨;一维导电剂为一维导电碳纤维;二维导电剂为二维导电石墨烯。
进一步的,所述的零维导电炭黑包括导电炭黑(Super-p)、导电炭黑(KetjenblackEC300J)、导电炭黑(C45)、导电炭黑(KetjenblackEC600JD)、导电炭黑(Carbon ECP)、导电炭黑(CarbonECP600JD)、乙炔炭黑、超导炭黑,零维的导电石墨包括导电石墨(KS-6)、导电石墨(KS-15)、导电石墨(KS-44)、导电石墨(SFG-6)、导电石墨(SFG-15);一维导电碳纤维,包括碳纳米管(CNTs),气相生长碳纤维;二维导电石墨烯,包括石墨烯(RGO)、石墨烯(GN)、石墨烯(Grapheneoxide)、石墨烯(Carbonnitride)。
所述的金属箔基材选由铝箔、铜箔、不锈钢箔、泡沫铜、泡沫镍、不锈钢网、多孔不锈钢、多孔铝箔、多孔铜箔中的一种组成或多种层叠而成。
一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1,复合使用多维度导电剂制备多维度导电浆料;
S2,将多维度导电浆料涂制于金属箔基材表面形成多维度导电浆料层;
S3,进行高温烘干到多维度导电复合集流体。
所述的S1是将多维度导电剂、粘结剂、表面活性剂、添加剂A、溶剂按照一定质量配比在密闭环境内进行搅拌,分散均匀形成多维度导电浆料。
所述的S2涂制多维度导电浆料层,金属箔基材在涂制导电层前采用去离子水、乙醇、丙酮、等离子体清洗剂、超声清洗机一种或者多种进行结合清洗,去除箔材上油污,以保证复合集流体的稳定。
所述S3,涂制的集流体在空气中或者惰性气体中进行高温烘干得到多维度导电复合集流体。
进一步的,所述的S1多维度导电浆料制备是多维度导电剂、粘结剂、表面活性剂、添加剂A按照75~98%:0.1~10%:0.1~8%:0.5~15%的配比在真空环境或在惰性气体环境进行搅拌,分散均匀而成。
所述的S1制备的多维度导电浆料,其固含量0.5~15wt%,粘度在30~5500mPa·s。
进一步的,所述的S1多维度导电浆料制备中的多维度导电剂为零维导电剂、一维导电剂以及二维导电剂的其中一种或多种以上进行混合使用。
所述的S1多维度导电浆料制备中的粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶和丙烯腈多元共聚物的水分散液粘结剂中的任一种或几种组合使用。
所述的S1多维度导电浆料制备中的表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯酯、聚丙二醇、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚氨酯、聚环氧乙烷醚、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚苯乙烯磺酸钠中任一种或多种组合使用。
所述的S1多维度导电浆料制备中的添加剂A为锂铟合金、锂硅合金、锂锌合金、锂铝合金任一种或多种组合使用。
所述的S1多维度导电浆料制备中的溶剂为去离子水、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N-二甲基甲酰胺一种或多种混合使用。
进一步的,所述的零维导电剂包括零维导电炭黑和零维导电石墨;一维导电剂为一维导电碳纤维;二维导电剂为二维导电石墨烯。
进一步的,所述的零维导电炭黑包括导电炭黑(Super-p)、导电炭黑(KetjenblackEC300J)、导电炭黑(C45)、导电炭黑(KetjenblackEC600JD)、导电炭黑(Carbon ECP)、导电炭黑(CarbonECP600JD)、乙炔炭黑、超导炭黑,零维的导电石墨包括导电石墨(KS-6)、导电石墨(KS-15)、导电石墨(KS-44)、导电石墨(SFG-6)、导电石墨(SFG-15);一维导电碳纤维,包括碳纳米管(CNTs),气相生长碳纤维;二维导电石墨烯,包括石墨烯(RGO)、石墨烯(GN)、石墨烯(Grapheneoxide)、石墨烯(Carbonnitride)。
所述的S3,高温烘干温度控制在60~450℃。
所述的S2涂制多维度导电浆料层,可以采用刮涂、涂布机、丝网印刷、喷涂、凹版印刷、化学气相淀积、等离子体增强化学气相沉积法或三维打印其一方法,将多维度导电浆料层涂敷在预处理过的金属箔基材。
有益效果
1.本发明通过采用多维度导电剂进行复合使用制造多维度导电浆料层可以实现更好的导电网络,增加多维度导电复合集流体电子的传输路径,进而降低电池内部的欧姆内阻,增加电池的放电倍率。故而多维度导电复合集流体具有高导电性,低电阻的电性特性,保证锂离子电池极片的高导电性效果。
2.本发明在制造多维度导电浆料过程中利用粘结剂使得整个多维度导电浆料层粘结在箔材表面,提高多维度导电浆料层与箔材之间的粘附性。降低下游生产时在集流体上涂覆的活性物质层经长时间循环(即活性物质在循环过程中不断重复体积扩缩)后而导致电子层界面的劣化效果,从而有效保证锂离子电池在长期循环过程中的稳定性。
3.本发明在多维度导电浆料制造过程中引入表面活性剂,使溶液体系的界面状态发生明显变化,促进导电材料亲水(或者亲油)基团在溶液的表面能定向排列,更好的分散和稳定所制取的浆料。
4.相对于现有技术中的集流体,本发明提供的多维度导电复合集流体可以有效降低活性物质和集流体之间的电阻,使其接触性更好。同时多维度导电浆料层对金属箔基材起到保护膜层作用进而降低质子有机电解液造成的腐蚀,提高锂离子电池的使用寿命和功率放电能力。
5.相对于现有技术中的集流体,本发明所提供的多维度导电复合集流体通过在多维度导电浆料层中加入添加剂A为锂离子电池提供补充锂源,以弥补锂离子电池在循环过程中锂离子的损失,使锂离子电池的容量具有相对稳定的保持率。
6.本发明的多维度导电复合集流体在制造过程中,成膜时间短,生产工艺简单,可操作性强,化学稳定性好,有利于产业化实施。
附图说明
图1:单面多维度导电复合集流体
图2:单面多维度导电复合集流体剥面图
附带如下说明:多维度导电复合集流体-1;多维度导电浆料层-2;金属箔基材-3;零维导电剂层-2-1;一维导电剂层-2-2;二维导电剂层-2-3。
具体实施例
一种多维度导电复合集流体,包括至少一层金属箔基材和位于金属箔基材表面的至少一层多维度导电浆料层。通过如下步骤:
S1,复合使用多维度导电剂制备多维度导电浆料;
S2,清洗金属箔基材,将多维度导电浆料涂制于金属箔基材表面形成多维度导电浆料层;
S3,对涂制后的集流体进行60~450℃高温烘干到多维度导电复合集流体。
S1多维度导电浆料制备是以多维度导电剂、粘结剂、表面活性剂、添加剂A以比例75~98%:0.1~10%:0.1~8%:0.5~15%,加入溶剂中在真空环境下或是惰性气体环境中进行搅拌配置得到固含量0.5~15wt%,粘度在30~5500mPa·s的多维度导电浆料。S2是在清洗过的金属箔基材的表面涂制厚度10nm~35μm的多维度导电浆料层,再通过S3步骤完成多维度导电复合集流体的制造。
S2中采用的金属箔基材为普通金属箔、泡沫材质的金属箔、多孔材质的金属箔中的一种或多种。金属箔基材厚度5~22μm。多孔类金属箔基材孔隙率3~45%。
通过上述步骤制造出来的多维度导电浆料层,包括零维导电剂层、一维导电剂层以及二维导电剂层中任选一或多种的组合。
S1制备过程中,多维度导电剂的复合使用使得制备的多维度导电浆料层具备导电剂层的维度特性,因此利用本方案中的零维导电剂、一维导电剂以及二维导电剂的复合效果,得到不同维度导电浆料层。
通过本方案,可以有如下实施方式:利用两种不同零维导电剂复合使用,制备出复合零维导电剂层涂制在金属箔基材表面形成多维度导电集流体。
作为优选实施方式,还可以在多维度导电浆料层的制备中加入零维导电剂、一维导电剂以及二维导电剂制得多维度导电浆料涂制于金属箔基材表面形成多维度导电集流体。结合附图1和图2:单面多维度导电复合集流体。单面多维度导电复合集流体(1)包括多维度导电浆料层(2)和金属箔基材3。多维度导电浆料层2,由零维导电剂层2-1、一维导电剂层2-2以及二维导电剂层2-3组合而成。
除上述实施方式外,通过制备零维导电剂层、一维导电剂层以及二维导电剂层三种维度导电浆料,并将三种浆料涂制金属箔基材表面,进行高温烘干碾压形成多维度导电集流体。
S2的制备过程中,金属箔基材选用铝箔、铜箔、不锈钢箔、泡沫铜、泡沫镍、不锈钢网、多孔不锈钢、多孔铝箔、多孔铜箔中的一种组成或多种层叠而成。
金属箔基材在本方案中的应用可以将金属箔基材与多维度导电浆料层进行交叉层叠使用。例如,多维度导电浆料层、铝箔、多维度导电浆料层、多孔铝箔、多维度浆料层进行叠加,层与箔材之前采用粘接剂连接并碾压形成多维度导电复合集流体。
以下结合具体实施例,对该技术方案进一步说明。
实施例1
将厚16μm的铝箔依次经过去离子水、超声和乙醇三道工序进行清洗,去除铝箔表面油污杂质备用。
多维度导电浆料配料制取:称取导电炭黑(Super-p)0.03kg、导电石墨(KS-6)0.07kg、聚偏氟乙烯(PVDF)0.01kg、聚乙烯吡咯烷酮0.01kg、锂硅合金0.01kg、N-甲基吡咯烷酮(NMP)2.6kg在真空环境或惰性气体环境下进行进行高速搅拌7小时,然后低速搅拌1小时,静止半小时后,分散均匀形成粘度2350mPa·s,固含量5%的复合零维导电浆料。
将复合零维导电浆料通过涂布机在备用铝箔的两面进行涂布,得到带有两面多维度导电浆料层厚度为20μm的复合零维导电复合集流体,以高温450℃进行烘干,辊压后得到整体厚度为23μm的复合零维导电复合集流体A。
复合零维导电复合集流体A具有层状结构,包括:处于中间层的铝箔以及铝箔两表面上的复合零维导电浆料层。
复合零维导电复合集流体A经过测试得到其电导率300μs/cm,电阻率7.27×103ohm·cm。将复合零维导电复合集流体进行活性物质涂层测得活性物质与复合零维导电复合集流体A的剥离强度2N,并利用四探针电极测试该带有活性物质的复合零维导电复合集流体的电阻率为8.24×10-3ohm·cm。
实施例2
将厚22μm的不锈钢箔依次经过去离子水、超声和乙醇三道工序进行清洗,去除不锈钢箔表面油污杂质备用。
多维度导电浆料配料制取:称取导电炭黑(Carbon ECP600JD)0.08kg、碳纳米管(CNTs)0.02kg、聚酰胺0.01kg、聚乙烯醇0.01kg、锂铟合金0.02kg、N-甲基吡咯烷酮(NMP)2.4kg在真空环境或惰性气体环境内进行高速搅拌5小时,然后低速搅拌1小时,静止半小时后,分散均匀形成粘度3500mPa·s,固含量5.5%的多维度导电浆料。
多维度导电浆料通过丝网印在备用不锈钢箔表面进行单面制备,得到带单面多维度导电浆料层厚度为30μm的多维度导电复合集流体,以80℃的温度进行烘干,辊压后得到整体厚度为22μm的多维度导电复合集流体B。
多维度导电复合集流体B具有层状结构,包括:底层不锈钢箔以及覆于其上表面的多维度导电浆料层。
多维度导电复合集流体B经过测试得到其电导率120.21ms/cm,电阻率67.5ohm·cm。将多维度导电复合集流体B进行活性物质涂层测得活性物质与多维度导电复合集流体B的剥离强度3.5N,并利用四探针电极测试该带有活性物质的多维度导电复合集流体的电阻率为1.31×10-3ohm·cm。
实施例3
将厚5μm的铜箔依次经过去离子水、超声和乙醇三道工序进行清洗,去除铜箔表面油污杂质备用。
多维度导电浆料配料制取:称取导电炭黑(Carbon ECP600JD)0.22kg、导电炭黑(C45)0.22kg、碳纳米管(CNTs)0.02kg、石墨烯(RGO)0.01kg、羧甲基纤维素(CMC)0.062kg、聚丙二醇0.01kg、锂硅合金0.01kg、去离子水6.3kg在真空环境或在惰性气体环境内进行高速搅拌6小时,然后超声分散30分钟形成粘度2800mPa·s,固含量7%的多维度导电浆料。
多维度导电浆料通过喷涂方式在铜箔表面涂制2um厚的涂层得到带单面多维度导电浆料层的多维度导电复合集流体,以60℃的温度进行烘干得到多维度导电复合集流体C。
多维度导电复合集流体C具有层状结构,包括:铜箔以及覆于其上表面的多维度导电浆料层。
多维度导电复合集流体C经过测试得到其电导率301.21ms/cm,电阻率3.02ohm·cm。将多维度导电复合集流体C进行活性物质涂层测得活性物质与多维度导电复合集流体C的剥离强度4.8N,并利用四探针电极测试该带有活性物质的多维度导电复合集流体的电阻率为4.18×10-1ohm·cm。
实施例4
将厚12μm,孔隙率3%的多孔铝箔依次经过去离子水、超声和乙醇三道工序进行清洗,去除多孔铝箔油污杂质备用。
多维度导电浆料配料制取:称取导电炭黑(Carbon ECP600JD)0.155kg、气相生长碳纤维0.045kg、石墨烯(Carbonnitride)0.015kg、丙烯腈多元共聚物的水分散液0.015kg、聚丙烯酰胺0.01kg、锂铝合金0.015kg、N-甲基吡咯烷酮(NMP)6.2kg在真空环境或惰性气体环境内进行高速搅拌6小时,然后低速搅拌1小时,超声分散30分钟,静止半小时后,分散均匀形成粘度2600mPa·s,固含量4%的多维度导电浆料。
多维度导电浆料通过涂布机在备用多孔铝箔进行两面涂覆,得到双面多维度导电浆料层厚度为20μm的多维度导电复合集流体,以80℃的温度进行烘干,辊压后得到整体厚度为14μm的多维度导电复合集流体D。
多维度导电复合集流体D具有层状结构,包括:处于中间的多孔铝箔B-0以及覆于其上下表面的多维度导电浆料层。
多维度导电复合集流体D经过测试得到其电导率523.12ms/cm,电阻率0.902ohm·cm。将多维度导电复合集流体D进行活性物质涂层测得活性物质与多维度导电复合集流体D的剥离强度6.2N,并利用四探针电极测试该带有活性物质的多维度导电复合集流体的电阻率为1.18×10-1ohm·cm。
通过以上实施例制取得到的多维度导电复合集流体A、多维度导电复合集流体B、多维度导电复合集流体C、多维度导电复合集流体D以及从市场上购买的14μm铝箔制成18650锂离子电池进行对比。其中锂离子电池的正极活性物质为镍钴猛三元正极材料,负极为石墨。如下表所示:
从上表中,通过以不同集流体制成的锂离子电池1、锂离子电池2、锂离子电池3、锂离子电池4以及锂离子电池5的内阻、1C放电容量、5C放电容量和500次1C循环容量保持率,本方案所制备的多维度导电复合集流体能够使得锂离子电池内阻降低,并且适合电池的大功率放电,使用寿命长,稳定性好。同时,在实施例中测得的活性物质与多维度导电复合集流体的剥离强度远高于利用购得的铝箔进行活性物质涂层的剥离强度1.1~1.2N。
Claims (24)
1.一种多维度导电复合集流体,其特征在于,包括至少一层金属箔基材和位于金属箔基材表面的至少一层多维度导电浆料层。
2.根据权利要求1所述的一种多维度导电复合集流体,其特征在于,所述多维度导电浆料层包括有如下组分:多维度导电剂、粘结剂、表面活性剂、添加剂A,各组分的比例是,75~98%:0.1~10%:0.1~8%:0.5~15%。
3.根据权利要求1所述的一种多维度导电复合集流体,其特征在于,所述多维度导电浆料层,包括零维导电剂层、一维导电剂层以及二维导电剂层中任选一或多种的组合。
4.根据权利要求3所述的一种多维度导电复合集流体,其特征在于,所述的零维导电剂包括零维导电炭黑和零维导电石墨;一维导电剂为一维导电碳纤维;二维导电剂为二维导电石墨烯。
5.根据权利要求4所述的一种多维度导电复合集流体,其特征在于,所述的零维导电炭黑包括导电炭黑(Super-p)、导电炭黑(KetjenblackEC300J)、导电炭黑(C45)、导电炭黑(KetjenblackEC600JD)、导电炭黑(Carbon ECP)、导电炭黑(Carbon ECP600JD)、乙炔炭黑、超导炭黑,零维的导电石墨包括导电石墨(KS-6)、导电石墨(KS-15)、导电石墨(KS-44)、导电石墨(SFG-6)、导电石墨(SFG-15);一维导电碳纤维,包括碳纳米管(CNTs),气相生长碳纤维;二维导电石墨烯,包括石墨烯(RGO)、石墨烯(GN)、石墨烯(Grapheneoxide)、石墨烯(Carbonnitride)。
6.根据权利要求1所述的一种多维度导电复合集流体,其特征在于,所述的金属箔基材为普通金属箔、泡沫材质的金属箔、多孔材质的金属箔中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的一种多维度导电复合集流体,其特征在于,所述的金属箔基材选由铝箔、铜箔、不锈钢箔、泡沫铜、泡沫镍、不锈钢网、多孔不锈钢、多孔铝箔、多孔铜箔中的一种组成或多种层叠而成。
8.根据权利要求6或7所述的一种多维度导电复合集流体,其特征在于,所述多孔类金属箔基材孔隙率3~45%。
9.根据权利要求1所述的一种多维度导电复合集流体,其特征在于,所述多维度导电浆料层厚度10nm~35μm。
10.根据权利要求1所述的一种多维度导电复合集流体,其特征在于,所述的金属箔基材厚度5~22μm。
11.一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1,复合使用多维度导电剂制备多维度导电浆料;
S2,将多维度导电浆料涂制于金属箔基材表面形成多维度导电浆料层;
S3,进行高温烘干到多维度导电复合集流体。
12.根据权利要求11所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述的S1是将多维度导电剂、粘结剂、表面活性剂、添加剂A、溶剂按照一定质量配比在密闭环境内进行搅拌,分散均匀形成多维度导电浆料。
13.根据权利要求11所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述S3,涂制的集流体在空气中或者惰性气体中进行高温烘干得到多维度导电复合集流体。
14.根据权利要求12所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述的S1多维度导电浆料制备是多维度导电剂、粘结剂、表面活性剂、添加剂A按照75~98%:0.1~10%:0.1~8%:0.5~15%的配比在真空环境或在惰性气体环境进行搅拌,分散均匀而成。
15.根据权利要求12或14所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述S1制备的多维度导电浆料,其固含量0.5~15wt%,粘度在30~5500mPa·s。
16.根据权利要求12或14所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述的S1多维度导电浆料制备中的多维度导电剂为零维导电剂、一维导电剂以及二维导电剂的其中一种或多种以上进行混合使用。
17.根据权利要求12、14或16所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述的零维导电剂包括零维导电炭黑和零维导电石墨;一维导电剂为一维导电碳纤维;二维导电剂为二维导电石墨烯。
18.根据权利要求12、14、16或17所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述的零维导电炭黑包括导电炭黑(Super-p)、导电炭黑(KetjenblackEC300J)、导电炭黑(C45)、导电炭黑(KetjenblackEC600JD)、导电炭黑(Carbon ECP)、导电炭黑(CarbonECP600JD)、乙炔炭黑、超导炭黑,零维的导电石墨包括导电石墨(KS-6)、导电石墨(KS-15)、导电石墨(KS-44)、导电石墨(SFG-6)、导电石墨(SFG-15);一维导电碳纤维,包括碳纳米管(CNTs),气相生长碳纤维;二维导电石墨烯,包括石墨烯(RGO)、石墨烯(GN)、石墨烯(Grapheneoxide)、石墨烯(Carbonnitride)。
19.根据权利要12或14所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述的S1多维度导电浆料制备中的粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶和丙烯腈多元共聚物的水分散液粘结剂中的任一种或几种组合使用。
20.根据权利要12或14所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述的S1多维度导电浆料制备中的表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯酯、聚丙二醇、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚氨酯、聚环氧乙烷醚、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚苯乙烯磺酸钠中任一种或多种组合使用。
21.根据权利要12或14所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述的S1多维度导电浆料制备中的添加剂A为锂铟合金、锂硅合金、锂锌合金、锂铝合金任一种或多种组合使用。
22.根据权利要11或13所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述的S2涂制多维度导电浆料层,金属箔基材在涂制导电层前采用去离子水、乙醇、丙酮、等离子体清洗剂、超声清洗机一种或者多种进行结合清洗,去除箔材上油污,以保证复合集流体的稳定。
23.根据权利要11或13所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述的S3,高温烘干温度控制在60~450℃。
24.根据权利要11或13所述的一种多维度导电复合集流体的制造方法,其特征在于,所述的S2涂制多维度导电浆料层,可以采用刮涂、涂布机、丝网印刷、喷涂、凹版印刷、化学气相淀积、等离子体增强化学气相沉积法或三维打印其一方法,将多维度导电浆料层涂敷在预处理过的金属箔基材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810359858.5A CN108365227A (zh) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | 一种多维度导电复合集流体及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810359858.5A CN108365227A (zh) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | 一种多维度导电复合集流体及其制造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108365227A true CN108365227A (zh) | 2018-08-03 |
Family
ID=63008977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810359858.5A Pending CN108365227A (zh) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | 一种多维度导电复合集流体及其制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108365227A (zh) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109888295A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-06-14 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池集流体用涂层浆料、集流体及其制备方法 |
CN110364739A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-10-22 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种集流体及其制备方法和应用 |
CN110676463A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-10 | 宁波铵特姆新能源科技有限公司 | 一种集流体及其制备方法 |
CN111628177A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-09-04 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种减薄负极集流体 |
CN111864210A (zh) * | 2019-04-29 | 2020-10-30 | 深圳格林德能源集团有限公司 | 一种用于锂离子电池的涂炭铝箔及其制备方法 |
CN112820881A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 佛山市中技烯米新材料有限公司 | 一种电池集流体及其制备方法 |
CN112820880A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 佛山市中技烯米新材料有限公司 | 一种电池集流体及其制备方法 |
CN113066984A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-02 | 远景动力技术(江苏)有限公司 | 一种导电浆料及其制备方法和应用 |
CN113422065A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-21 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种涂层铝箔及其制备方法和应用 |
CN113745511A (zh) * | 2020-05-29 | 2021-12-03 | 广州汽车集团股份有限公司 | 导电浆料及制备方法、负极集流体、负极片、锂离子电芯、锂离子电池包及其应用 |
WO2022000308A1 (zh) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种双极性集流体、电化学装置及电子装置 |
CN113948710A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-18 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种正极集流体、正极片和锂离子电池 |
CN114864938A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-08-05 | 广东一纳科技有限公司 | 含有碳材料的导电浆料以及二次电池 |
CN115117366A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-09-27 | 天津凯普瑞特新能源科技有限公司 | 一种涂碳铝箔及其制作工艺和锂离子电池 |
WO2023245871A1 (zh) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | 扬州纳力新材料科技有限公司 | 复合金属箔及其制备方法和应用 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102549693A (zh) * | 2009-07-30 | 2012-07-04 | 日本瑞翁株式会社 | 电化学元件用电极及电化学元件 |
CN102832392A (zh) * | 2012-06-27 | 2012-12-19 | 长沙业翔能源科技有限公司 | 一种集流体覆碳铝箔及其制备方法 |
US20150050535A1 (en) * | 2013-08-16 | 2015-02-19 | Envia Systems, Inc. | Lithium ion batteries with high capacity anode active material and good cycling for consumer electronics |
CN105895193A (zh) * | 2016-06-05 | 2016-08-24 | 李科 | 锂离子电池的银色导电涂层材料及其制备方法以及锂离子电池 |
CN106784857A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-05-31 | 深圳市德方纳米科技股份有限公司 | 一种锂离子电池用水系底涂集流体及其制备方法和应用 |
CN107731563A (zh) * | 2017-06-21 | 2018-02-23 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院 | 一种多维度导电剂复合导电浆料的制备方法 |
-
2018
- 2018-04-20 CN CN201810359858.5A patent/CN108365227A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102549693A (zh) * | 2009-07-30 | 2012-07-04 | 日本瑞翁株式会社 | 电化学元件用电极及电化学元件 |
CN102832392A (zh) * | 2012-06-27 | 2012-12-19 | 长沙业翔能源科技有限公司 | 一种集流体覆碳铝箔及其制备方法 |
US20150050535A1 (en) * | 2013-08-16 | 2015-02-19 | Envia Systems, Inc. | Lithium ion batteries with high capacity anode active material and good cycling for consumer electronics |
CN105895193A (zh) * | 2016-06-05 | 2016-08-24 | 李科 | 锂离子电池的银色导电涂层材料及其制备方法以及锂离子电池 |
CN106784857A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-05-31 | 深圳市德方纳米科技股份有限公司 | 一种锂离子电池用水系底涂集流体及其制备方法和应用 |
CN107731563A (zh) * | 2017-06-21 | 2018-02-23 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院 | 一种多维度导电剂复合导电浆料的制备方法 |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109888295A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-06-14 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池集流体用涂层浆料、集流体及其制备方法 |
CN109888295B (zh) * | 2019-02-28 | 2021-09-03 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池集流体用涂层浆料、集流体及其制备方法 |
CN111864210A (zh) * | 2019-04-29 | 2020-10-30 | 深圳格林德能源集团有限公司 | 一种用于锂离子电池的涂炭铝箔及其制备方法 |
CN110364739A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-10-22 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种集流体及其制备方法和应用 |
CN110676463A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-10 | 宁波铵特姆新能源科技有限公司 | 一种集流体及其制备方法 |
CN113745511A (zh) * | 2020-05-29 | 2021-12-03 | 广州汽车集团股份有限公司 | 导电浆料及制备方法、负极集流体、负极片、锂离子电芯、锂离子电池包及其应用 |
CN111628177A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-09-04 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种减薄负极集流体 |
JP7535127B2 (ja) | 2020-06-30 | 2024-08-15 | 寧徳新能源科技有限公司 | バイポーラ集電体、電気化学装置および電子装置 |
JP2023523064A (ja) * | 2020-06-30 | 2023-06-01 | 寧徳新能源科技有限公司 | バイポーラ集電体、電気化学装置および電子装置 |
WO2022000308A1 (zh) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种双极性集流体、电化学装置及电子装置 |
CN112820881A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 佛山市中技烯米新材料有限公司 | 一种电池集流体及其制备方法 |
CN112820880A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 佛山市中技烯米新材料有限公司 | 一种电池集流体及其制备方法 |
CN113066984A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-02 | 远景动力技术(江苏)有限公司 | 一种导电浆料及其制备方法和应用 |
CN113422065A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-21 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种涂层铝箔及其制备方法和应用 |
CN113948710A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-18 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种正极集流体、正极片和锂离子电池 |
CN114864938A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-08-05 | 广东一纳科技有限公司 | 含有碳材料的导电浆料以及二次电池 |
CN114864938B (zh) * | 2021-11-22 | 2023-11-21 | 广东一纳科技有限公司 | 含有碳材料的导电浆料以及二次电池 |
WO2023245871A1 (zh) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | 扬州纳力新材料科技有限公司 | 复合金属箔及其制备方法和应用 |
CN115117366A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-09-27 | 天津凯普瑞特新能源科技有限公司 | 一种涂碳铝箔及其制作工艺和锂离子电池 |
CN115117366B (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-18 | 天津凯普瑞特新能源科技有限公司 | 一种涂碳铝箔及其制作工艺和锂离子电池 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108365227A (zh) | 一种多维度导电复合集流体及其制造方法 | |
CN112599723A (zh) | 补锂负极极片及其制备方法和锂离子电池 | |
CN107978732B (zh) | 极片及电池 | |
JP2023548105A (ja) | ナトリウムイオン電池の負極極片、電気化学装置及び電子デバイス | |
CN103094526B (zh) | 锂离子电池正极的制备方法 | |
CN111276701B (zh) | 一种集流体及含有该集流体的锂离子电池 | |
EP2408046B1 (en) | Conductive sheet and electrode | |
CN103053063A (zh) | 涂布有底漆的正极集电体和包含所述正极集电体的镁二次电池 | |
CN107492661B (zh) | 一种石墨烯锂电导电浆料及其制备方法 | |
CN103187576A (zh) | 集流体、电化学电池电极及电化学电池 | |
CN105489814A (zh) | 一种锂硫电池用改性隔膜的制备方法、改性隔膜以及具有多层该改性隔膜的锂硫电池 | |
TW201604899A (zh) | 具有導電層之金屬箔及形成該箔之方法 | |
CN112054211B (zh) | 一种负极集流体及其制备方法和应用 | |
WO2013174149A1 (zh) | 锂离子电池 | |
JP2014093192A (ja) | リチウムイオン二次電池の負極及び該負極の製造方法並びに該負極により製造された二次電池 | |
CN111293274A (zh) | 一种负极极片及其制备方法、锂离子电池 | |
WO2024011871A1 (zh) | 二次电池和用电设备 | |
CN103035925A (zh) | 一种锂离子动力电池、锂离子动力电池集流体及负极极片 | |
CN110752377A (zh) | 涂覆类石墨薄膜的电池集流体及其制备方法、制备的极片 | |
CN111640947A (zh) | 锂离子电池集流体、负极及该集流体与负极的制备方法 | |
CN115528205A (zh) | 一种双阶梯式极片及锂离子电池 | |
CN111682267A (zh) | 柔性锂离子电池及其制备方法 | |
TW201340449A (zh) | 鋰電池負極及鋰電池 | |
WO2023184879A1 (zh) | 一种集流体刻蚀箔材及其制备方法、电极、锂电池 | |
CN112436104B (zh) | 负极极片及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180803 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |