CN115117366B - 一种涂碳铝箔及其制作工艺和锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及锂离子电池技术领域，具体公开了一种涂碳铝箔及其制作工艺和锂离子电池。涂碳铝箔包括铝箔基材、设置在铝箔基材表面的碳涂覆层，所述碳涂覆层由混合浆料涂覆在铝箔基材表面且经过固化得到，所述混合浆料主要由以下重量份的原料制成：分散溶剂1000‑1200份、粘结剂25‑35份、导电炭黑60‑70份、导电石墨片60‑70份、碳纳米管20‑30份、亚甲基二萘磺酸钠5‑7份、聚乙烯吡咯烷酮5‑7份、树状聚酰胺2‑4份。该混合浆料具有分散稳定的优点，涂碳铝箔具有低极片阻抗、高极片粘结力、高耐溶剂擦拭性的优点，使涂碳铝箔表现出优良的电学性能和物理性能。
Description
技术领域
本申请涉及锂离子电池技术领域，更具体地说，它涉及一种涂碳铝箔及其制作工艺和锂离子电池。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池，其主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解液嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时，锂离子从负极脱嵌，经过电解液嵌入正极，正极处于富锂状态。
锂离子电池具有高能量密度、高工作电压、循环寿命长的优点，受到广泛的关注和应用，例如数码产品、汽车、电动工具、储能等。锂离子电池的制作离不开集流体，集流体是指汇集电流的结构或零件，主要指铜箔、铝箔。铝箔在使用过程中，存在黏附力不足、润湿性差、接触电阻高的问题，降低锂离子电池的寿命。
相关技术中，为了改善铝箔的性能，在铝箔表面设置碳涂覆层，形成涂碳铝箔。通过碳涂覆层能够增加润湿性、黏附力，降低极化内阻，提高锂离子电池一致性，改善高倍率性能，延长锂离子电池使用寿命。碳涂覆层由混合浆料涂覆在铝箔基材表面且经过固化得到。混合浆料一般由溶剂、粘结剂、导电剂混合而成，导电剂为石墨烯、石墨、碳纳米管、导电碳黑、碳纳米管、气相生长炭纤维等。申请人在实际制作中发现，导电剂虽然能够分散在混合浆料中，但是存在分散稳定性较差的问题，进而影响碳涂覆层的性能以及涂碳铝箔的性能。
发明内容
为了提高混合浆料分散稳定性，本申请提供一种涂碳铝箔及其制作工艺和锂离子电池。
第一方面，本申请提供一种涂碳铝箔，采用如下的技术方案：
一种涂碳铝箔，包括铝箔基材、设置在铝箔基材表面的碳涂覆层，所述碳涂覆层由混合浆料涂覆在铝箔基材表面且经过固化得到，所述混合浆料主要由以下重量份的原料制成：分散溶剂1000-1200份、粘结剂25-35份、导电炭黑60-70份、导电石墨片60-70份、碳纳米管20-30份、亚甲基二萘磺酸钠5-7份、聚乙烯吡咯烷酮5-7份、树状聚酰胺2-4份。
通过采用上述技术方案，通过原料之间的协同增加，有效增加混合浆料分散稳定性，待静置放置30d，混合浆料平均粒度变化＜0.15μm，平均粒度变化不大，基本没有发生团聚，表现出优良的分散稳定性。本申请的涂碳铝箔，还具有较低的极片阻抗，极片阻抗＜2Ω，而且其还具有较高的极片粘结力，极片粘结力＞400mN/mm，甚至高达1020mN/mm，同时其还具有良好的耐溶剂擦拭性，N-甲基吡咯烷酮、电解液、碳酸二甲酯擦拭300次，无变化，表现出优良的电学性能和物理性能，提高实用性。
在混合浆料中添加导电炭黑、导电石墨片、碳纳米管，导电炭黑为零维颗粒状，导电石墨片为二维鳞片状，碳纳米管为一维纤维管状，通过其之间的协同增效，不仅使碳涂覆层保持良好的厚度、极片阻抗，而且使涂碳铝箔保持优良的电学性能。
在混合浆料中添加亚甲基二萘磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、树状聚酰胺，亚甲基二萘磺酸钠为阴离子表面活性剂，聚乙烯吡咯烷酮为非离子型高分子化合物，且呈现线状，树状聚酰胺也为非离子型高分子化合物，且呈现网状。通过亚甲基二萘磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、树状聚酰胺之间的协同增效，增加导电炭黑、导电石墨片、碳纳米管之间的电斥力、位阻斥力，提高混合浆料分散稳定性，同时降低涂碳铝箔极片阻抗，提高涂碳铝箔极片粘结力以及耐溶剂擦拭性，使涂碳铝箔保持良好的电学性能和物理性能。
可选的，所述树状聚酰胺采用以下方法制备：
在惰性气体保护下，于反应溶剂A中加入丙烯酸乙酯A、乙二胺A，搅拌加成反应处理14-16h；
然后加入反应溶剂B、乙二胺B，搅拌酰胺化反应处理14-16h；
之后加入反应溶剂C、丙烯酸乙酯C，搅拌加成反应处理14-16h；
然后加入反应溶剂D、乙二胺D，搅拌酰胺化反应处理14-16h；
之后加入反应溶剂E、丙烯酸乙酯E，搅拌加成反应处理14-16h；
然后加入反应溶剂F、乙二胺F，搅拌酰胺化反应处理14-16h；
之后加入反应溶剂G、丙烯酸乙酯G，搅拌加成反应处理14-16h；
然后加入反应溶剂H、乙二胺H，搅拌酰胺化反应处理14-16h；
减压蒸馏除反应溶剂A、反应溶剂B、反应溶剂C、反应溶剂D、反应溶剂E、反应溶剂F、反应溶剂G、反应溶剂H、酰胺化反应获得的乙醇，获得树状聚酰胺。
可选的，
所述丙烯酸乙酯A、乙二胺A、乙二胺B、丙烯酸乙酯C、乙二胺D、丙烯酸乙酯E、乙二胺F、丙烯酸乙酯G、乙二胺H的重量配比为(25-35):(4-5):(10-20):(55-65):(30-40):(115-125):(70-80):(235-245):(140-150)。优选的，丙烯酸乙酯A、乙二胺A、乙二胺B、丙烯酸乙酯C、乙二胺D、丙烯酸乙酯E、乙二胺F、丙烯酸乙酯G、乙二胺H的重量配比为30:4.5:18:60:36:120:72:240:144。
通过采用上述技术方案，首先丙烯酸乙酯A和乙二胺A发生加成反应，加入乙二胺B发生酰胺化反应，加入丙烯酸乙酯C发生加成反应，加入乙二胺D发生酰胺化反应，加入丙烯酸乙酯E发生加成反应，加入乙二胺F发生酰胺化反应，加入丙烯酸乙酯G发生加成反应，加入乙二胺H发生酰胺化反应，从而获得树状聚酰胺。同时，相比将反应溶剂A、反应溶剂B、反应溶剂C、反应溶剂D、反应溶剂E、反应溶剂F、反应溶剂G、反应溶剂H直接混合而言，本申请中分步骤于反应溶剂A中加入反应溶剂B、反应溶剂C、反应溶剂D、反应溶剂E、反应溶剂F、反应溶剂G、反应溶剂H，在保持反应正常进行的基础上，增加反应物的浓度，提高转化率，也增加树状聚酰胺的使用效果。
进一步的，
丙烯酸乙酯A、反应溶剂A、反应溶剂B、反应溶剂C、反应溶剂D、反应溶剂E、反应溶剂F、反应溶剂G、反应溶剂H的重量配比为(25-35):(40-60):(10-30):(10-30):(10-30):(10-30):(10-30):(10-30):(10-30)。
可选的，所述分散溶剂为水、N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种。
可选的，所述分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮两种，且N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮的重量配比为(2-3):(1-2)。
通过采用上述技术方案，对分散溶剂进行优化，便于分散溶剂的选择。同时，分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮两种时，能够进一步增加混合浆料的分散稳定性。
可选的，所述粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯酸树脂、环氧树脂、聚偏氟乙烯中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，对粘结剂进行优化，便于粘结剂的选择。
可选的，所述铝箔基材的厚度为5-30μm，碳涂覆层的厚度为0.5-3μm。
通过采用上述技术方案，对铝箔基材的厚度、碳涂覆层的厚度进行优化，降低碳涂覆层厚度过大而增加其电阻的情况，也降低碳涂覆层厚度过小而降低其均匀性的情况，且碳涂覆层的厚度为0.5-3μm时，涂碳铝箔具有优良的物理性能以及电学性能。
第二方面，本申请提供一种上述所述的涂碳铝箔的制作工艺，采用如下的技术方案：
一种上述所述的涂碳铝箔的制作工艺，包括如下步骤：
在分散溶剂中加入亚甲基二萘磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、树状聚酰胺，搅拌且混合均匀，然后加入导电炭黑、导电石墨片，超声分散，搅拌处理，之后加入碳纳米管，超声分散，搅拌处理，然后加入粘结剂，搅拌且混合均匀，研磨处理，获得混合浆料，备用；
在铝箔基材的表面涂覆混合浆料，烘干固化，获得涂碳铝箔。
通过采用上述技术方案，便于涂碳铝箔的制作。
可选的，所述铝箔基材在使用前进行以下预处理：
S1、在水中加入三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液，搅拌且混合均匀，之后加入盐酸多巴胺，搅拌且混合均匀，然后浸渍铝箔基材，搅拌处理4-6h，取出洗涤，烘干；
S2、在惰性气体保护下，于温度为400-500℃下，对步骤S1处理后的铝箔基材保温处理20-40min；
S3、在水中加入三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液，搅拌且混合均匀，之后加入盐酸多巴胺，搅拌且混合均匀，然后浸渍步骤S2处理后的铝箔基材，搅拌处理1-3h，取出洗涤，烘干；
S4、在紫外光照射下，对步骤S3处理后的铝箔基材照射处理3-7s，照射功率为20-40kw，获得预处理后的铝箔基材。
通过采用上述技术方案，盐酸多巴胺形成聚多巴胺且粘附于铝箔基材表面，然后经过高温处理，聚多巴胺能够于铝箔基材表面形成碳化铝，此时，基于铝箔基材浸渍时间较短，聚多巴胺能够增加铝箔基材表面的粗糙度，而且形成的碳化铝还具有一定的导电性，降低涂碳铝箔的极片阻抗。然后在处理后的铝箔基材表面再次粘附聚多巴胺，通过聚多巴胺优良的粘结性，有效提高碳涂覆层和铝箔基材的结合强度。同时，对步骤S3处理后的铝箔基材还进行了紫外光照射，紫外光照射过程中能够产生臭氧，臭氧可以对聚多巴胺进行氧化，产生极性基团，待混合浆料涂覆在其表面时，增加其和原料之间氢键、范德华的相互作用，进一步增加铝箔基材和碳涂覆层的结合强度，提高涂碳铝箔的电学性能和物理性能。
进一步的，三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液的pH值为7.5-9。
步骤S1中，水、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液、盐酸多巴胺的重量配比为(900-1100):(5-15):(15-25)。
步骤S3中，水、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液、盐酸多巴胺的重量配比为(900-1100):(5-15):(15-25)。
第三方面，本申请提供一种锂离子电池，采用如下的技术方案：
一种锂离子电池，包括集流体，所述集流体采用上述所述的涂碳铝箔。
综上所述，本申请至少具有以下有益效果：
1、在混合浆料的原料中添加导电炭黑、导电石墨片、碳纳米管，且通过其之间的协同增效，增加碳涂覆层的电学性能。在混合浆料的原料中添加亚甲基二萘磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、树状聚酰胺，且通过其之间的协同增效，增加混合浆料分散稳定性。同时使本申请的涂碳铝箔具有降低极片阻抗，较高的极片粘结力以及耐溶剂擦拭性，增强涂碳铝箔的电学性能和物理性能。
2、铝箔基材在使用前进行预处理，先在铝箔基材表面粘附聚多巴胺，然后经过高温处理，形成碳化铝，之后再次粘附聚多巴胺，且经过紫外光照射，有效增加碳涂覆层和铝箔基材的结合强度，增加极片粘结力，而且还降低极片阻抗，提高涂碳铝箔的电学性能和物理性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1
一种树状聚酰胺，其采用以下方法制备：
在氮气保护下，于50g反应溶剂A中加入30g丙烯酸乙酯A、4.5g乙二胺A，搅拌加成反应处理15h；
然后加入20g反应溶剂B、18g乙二胺B，搅拌酰胺化反应处理15h；
之后加入20g反应溶剂C、60g丙烯酸乙酯C，搅拌加成反应处理15h；
然后加入20g反应溶剂D、36g乙二胺D，搅拌酰胺化反应处理15h；
之后加入20g反应溶剂E、120g丙烯酸乙酯E，搅拌加成反应处理15h；
然后加入20g反应溶剂F、72g乙二胺F，搅拌酰胺化反应处理15h；
之后加入20g反应溶剂G、240g丙烯酸乙酯G，搅拌加成反应处理15h；
然后加入20g反应溶剂H、144g乙二胺H，搅拌酰胺化反应处理15h；
之后减压蒸馏除反应溶剂A、反应溶剂B、反应溶剂C、反应溶剂D、反应溶剂E、反应溶剂F、反应溶剂G、反应溶剂H、酰胺化反应获得的乙醇，获得树状聚酰胺。
其中，反应溶剂A、反应溶剂B、反应溶剂C、反应溶剂D、反应溶剂E、反应溶剂F、反应溶剂G、反应溶剂H均为甲醇。
制备例2
一种树状聚酰胺，其采用以下方法制备：
在氮气保护下，于190g反应溶剂中加入30g丙烯酸乙酯A、4.5g乙二胺A，搅拌加成反应处理15h；
然后加入18g乙二胺B，搅拌酰胺化反应处理15h；
之后加入60g丙烯酸乙酯C，搅拌加成反应处理15h；
然后加入36g乙二胺D，搅拌酰胺化反应处理15h；
之后加入120g丙烯酸乙酯E，搅拌加成反应处理15h；
然后加入72g乙二胺F，搅拌酰胺化反应处理15h；
之后加入240g丙烯酸乙酯G，搅拌加成反应处理15h；
然后加入144g乙二胺H，搅拌酰胺化反应处理15h；
之后减压蒸馏除反应溶剂、酰胺化反应获得的乙醇，获得树状聚酰胺。
其中，反应溶剂为甲醇。
实施例
实施例1
一种涂碳铝箔，包括铝箔基材、设置在铝箔基材双面的碳涂覆层。铝箔基材的厚度为12μm、宽度为260μm，碳涂覆层的厚度为1μm。
碳涂覆层由混合浆料涂覆在铝箔基材表面且经过固化得到。混合浆料的原料包括：分散溶剂1100g、粘结剂30g、导电炭黑65g、导电石墨片65g、碳纳米管25g、亚甲基二萘磺酸钠6g、聚乙烯吡咯烷酮6g、树状聚酰胺3g。
其中，分散溶剂为水；粘结剂为丁苯橡胶，丁苯橡胶选自爱宇隆AL-3001A；导电炭黑选自特密高导电炭黑SUPER P LI；导电石墨片选自特密高导电石墨TIMREX SFG；碳纳米管选自昭和电工 VGCF-H；聚乙烯吡咯烷酮为聚乙烯吡咯烷酮K30；树状聚酰胺采用制备例1制备得到。
一种涂碳铝箔的制作工艺，包括如下步骤：
在分散溶剂中加入亚甲基二萘磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、树状聚酰胺，搅拌处理50min。然后加入导电炭黑、导电石墨片，超声分散30min，搅拌处理2h。之后加入碳纳米管，超声分散30min，搅拌处理3h。然后加入粘结剂，搅拌处理30min，研磨处理4.5h，获得混合浆料，备用。
在铝箔基材的两个表面分别涂覆混合浆料，烘干，此时位于铝箔基材表面的混合浆料固化且形成碳涂覆层，获得涂碳铝箔。
实施例2
一种涂碳铝箔，其和实施例1的区别之处在于，混合浆料的原料配比不同，且混合浆料的原料包括：分散溶剂1000g、粘结剂25g、导电炭黑60g、导电石墨片70g、碳纳米管20g、亚甲基二萘磺酸钠5g、聚乙烯吡咯烷酮7g、树状聚酰胺2g。
实施例3
一种涂碳铝箔，其和实施例1的区别之处在于，混合浆料的原料配比不同，且混合浆料的原料包括：分散溶剂1200g、粘结剂35g、导电炭黑70g、导电石墨片60g、碳纳米管30g、亚甲基二萘磺酸钠7g、聚乙烯吡咯烷酮5g、树状聚酰胺4g。
实施例4
一种涂碳铝箔，其和实施例1的区别之处在于，混合浆料的原料中，树状聚酰胺采用制备例2制备得到。
实施例5
一种涂碳铝箔，其和实施例1的区别之处在于，混合浆料的原料中，分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮，粘结剂为聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯为W#9300。
实施例6
一种涂碳铝箔，其和实施例5的区别之处在于，混合浆料的原料中，分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮两种，且N,N-二甲基甲酰胺、甲基乙基酮的重量配比为5:3。
实施例7
一种涂碳铝箔，其和实施例1的区别之处在于，铝箔基材在使用前进行预处理。
且，铝箔基材在使用前进行以下预处理：
将50ml、0.1mol/L的三羟甲基氨基甲烷水溶液和5.7ml、0.1mol/L的盐酸水溶液混合均匀。然后加水定容至100ml，获得三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液，备用。
S1、在1kg水中加入10g三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液，搅拌处理10min。然后加入20g盐酸多巴胺，搅拌处理50min。然后浸渍铝箔基材，搅拌处理5h。之后取出，且采用水冲洗3次，每次水的用量为0.1kg，然后烘干。
S2、在氮气保护下，于温度为450℃下，对步骤S1处理后的铝箔基材保温处理30min。
S3、在1kg水中加入10g三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液，搅拌处理10min。然后加入20g盐酸多巴胺，搅拌处理50min。然后浸渍步骤S2处理后的铝箔基材，搅拌处理2h。之后取出，且采用水冲洗3次，每次水的用量为0.1kg，然后烘干。
S4、在紫外光照射下，对步骤S3处理后的铝箔基材照射处理5s，照射功率为30kw，获得预处理后的铝箔基材。
实施例8
一种涂碳铝箔，其和实施例7的区别之处在于，铝箔基材的预处理中未进行步骤S2、S3、S4。
实施例9
一种涂碳铝箔，其和实施例7的区别之处在于，铝箔基材的预处理中未进行步骤S3、S4。
实施例10
一种涂碳铝箔，其和实施例7的区别之处在于，铝箔基材的预处理中未进行步骤S4。
对比例
对比例1
一种涂碳铝箔，其和实施例1的区别之处在于，混合浆料的原料中未添加亚甲基二萘磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、树状聚酰胺。
对比例2
一种涂碳铝箔，其和实施例1的区别之处在于，混合浆料的原料中未添加亚甲基二萘磺酸钠。
对比例3
一种涂碳铝箔，其和实施例1的区别之处在于，混合浆料的原料中未添加聚乙烯吡咯烷酮。
对比例4
一种涂碳铝箔，其和实施例1的区别之处在于，混合浆料的原料中未添加树状聚酰胺。
对比例5
一种涂碳铝箔，其和实施例1的区别之处在于，混合浆料的原料中用聚酰胺替换树状聚酰胺。
聚酰胺采用以下方法制备：在氮气保护下，于190g反应溶剂中加入450g丙烯酸乙酯、274.5g乙二胺，搅拌处理48h。之后减压蒸馏除反应溶剂，获得树状聚酰胺。
其中，反应溶剂为甲醇。
性能检测
（1）分别取实施例1-6、对比例1-5获得的混合浆料作为试样，并对试样分散稳定性进行检测，检测结果如表1所示。
分散稳定性采用以下方法：在温度为25℃下，将1L试样放置于1.5L带有刻度的玻璃烧杯中，搅拌处理10min。然后静置处理30d，且于初始、7d、15d、20d、30d时，从试样的顶部、底部分别取样，对其平均粒度进行检测。
表1 分散稳定性的检测结果
从对比例1中可以看出，混合浆料顶部平均粒度随着时间的增加，粒度不断降低且趋于平缓，混合浆料底部平均粒度随着时间的增加，粒度不断增加且趋于平缓，这主要是由于混合浆料中的导电炭黑、导电石墨片、碳纳米管发生团聚逐渐下沉，从而导致顶部平均粒度降低、底部平均粒度增加。
从表1中可以看出，本申请的混合浆料待静置放置30d，混合浆料顶部平均粒度减少0.03-0.12μm、混合浆料底部平均粒度增加0.07-0.14μm，平均粒度变化不大，基本没有发生团聚，具有分散稳定的优点。
将实施例1和对比例1-4进行比较，由此可以看出，在混合浆料中加入亚甲基二萘磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、树状聚酰胺，且通过其之间的协同作用，有效的增加混合浆料分散稳定性。结合对比例5，树状聚酰胺的制备方法中，分步骤的合成树状聚酰胺，能够有效的增加树状聚酰胺的使用效果。
（2）分别取实施例1-10、对比例1-5获得的涂碳铝箔，并在涂碳铝箔表面涂覆正极浆料，烘干，此时位于涂碳铝箔表面的正极浆料固化且形成导电涂覆层，导电涂覆层的厚度为3μm，获得正极极片，然后对正极极片的极片阻抗、极片粘结力、耐溶剂擦拭性进行检测，检测结果如表2所示。
其中，正极浆料的原料包括：水220g、丁苯橡胶5g、导电炭黑3g、羧甲基纤维素钠2g、磷酸铁锂90g。羧甲基纤维素钠为羧甲基纤维素钠CMC2200；
电解液的原料包括：碳酸丙烯酯30g、碳酸乙烯酯30g、碳酸二甲酯60g、六氟磷酸锂15g。
表2 检测结果
从表2中可以看出，本申请的涂碳铝箔具有较低的极片阻抗，极片阻抗为1.0-1.9Ω，还具有较高的极片粘结力，极片粘结力为410-1020mN/mm，同时还具有较高的耐溶剂擦拭性，N-甲基吡咯烷酮、电解液、碳酸二甲酯擦拭300次，无变化，表现出优良的电学性能和物理性能。
将实施例1和对比例1-4进行比较，由此可以看出，在混合浆料中加入亚甲基二萘磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、树状聚酰胺，且通过其之间的协同作用，降低涂碳铝箔的极片阻抗，提高涂碳铝箔的极片粘结力。这可能是由于其不仅增加导电炭黑、导电石墨片、碳纳米管于混合浆料中分散稳定性，而且改善碳涂覆层和铝箔基材之间的范德华、氢键相互作用的影响，从而增加涂碳铝箔的电学性能和物理性能。
将实施例1和实施例6-10进行比较，由此可以看出，铝箔基材在使用前进行预处理，且先在铝箔基材表面粘附聚多巴胺，然后经过高温处理，形成碳化铝，之后再次粘附聚多巴胺，且经过紫外光照射，也能够有效增加极片粘结力，同时降低极片阻抗。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种涂碳铝箔，包括铝箔基材、设置在铝箔基材表面的碳涂覆层，其特征在于：所述碳涂覆层由混合浆料涂覆在铝箔基材表面且经过固化得到，所述混合浆料主要由以下重量份的原料制成：分散溶剂1000-1200份、粘结剂25-35份、导电炭黑60-70份、导电石墨片60-70份、碳纳米管20-30份、亚甲基二萘磺酸钠5-7份、聚乙烯吡咯烷酮5-7份、树状聚酰胺2-4份；
所述树状聚酰胺采用以下方法制备：
在惰性气体保护下，于反应溶剂A中加入丙烯酸乙酯A、乙二胺A，搅拌加成反应处理14-16h；
然后加入反应溶剂B、乙二胺B，搅拌酰胺化反应处理14-16h；
之后加入反应溶剂C、丙烯酸乙酯C，搅拌加成反应处理14-16h；
然后加入反应溶剂D、乙二胺D，搅拌酰胺化反应处理14-16h；
之后加入反应溶剂E、丙烯酸乙酯E，搅拌加成反应处理14-16h；
然后加入反应溶剂F、乙二胺F，搅拌酰胺化反应处理14-16h；
之后加入反应溶剂G、丙烯酸乙酯G，搅拌加成反应处理14-16h；
然后加入反应溶剂H、乙二胺H，搅拌酰胺化反应处理14-16h；
减压蒸馏除反应溶剂A、反应溶剂B、反应溶剂C、反应溶剂D、反应溶剂E、反应溶剂F、反应溶剂G、反应溶剂H、酰胺化反应获得的乙醇，获得树状聚酰胺；
所述丙烯酸乙酯A、乙二胺A、乙二胺B、丙烯酸乙酯C、乙二胺D、丙烯酸乙酯E、乙二胺F、丙烯酸乙酯G、乙二胺H的重量配比为(25-35):(4-5):(10-20):(55-65):(30-40):(115-125):(70-80):(235-245):(140-150)。
2.根据权利要求1所述的一种涂碳铝箔，其特征在于：所述分散溶剂为水、N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种涂碳铝箔，其特征在于：所述分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮两种，且N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮的重量配比为(2-3):(1-2)。
4.根据权利要求1所述的一种涂碳铝箔，其特征在于：所述粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯酸树脂、环氧树脂、聚偏氟乙烯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种涂碳铝箔，其特征在于：所述铝箔基材的厚度为5-30μm，碳涂覆层的厚度为0.5-3μm。
6.一种权利要求1-5中任一项所述的涂碳铝箔的制作工艺，其特征在于：包括如下步骤：
在分散溶剂中加入亚甲基二萘磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、树状聚酰胺，搅拌且混合均匀，然后加入导电炭黑、导电石墨片，超声分散，搅拌处理，之后加入碳纳米管，超声分散，搅拌处理，然后加入粘结剂，搅拌且混合均匀，研磨处理，获得混合浆料，备用；
在铝箔基材的表面涂覆混合浆料，烘干固化，获得涂碳铝箔。
7.根据权利要求6所述的一种涂碳铝箔的制作工艺，其特征在于：所述铝箔基材在使用前进行以下预处理：
S1、在水中加入三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液，搅拌且混合均匀，之后加入盐酸多巴胺，搅拌且混合均匀，然后浸渍铝箔基材，搅拌处理4-6h，取出洗涤，烘干；
S2、在惰性气体保护下，于温度为400-500℃下，对步骤S1处理后的铝箔基材保温处理20-40min；
S3、在水中加入三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液，搅拌且混合均匀，之后加入盐酸多巴胺，搅拌且混合均匀，然后浸渍步骤S2处理后的铝箔基材，搅拌处理1-3h，取出洗涤，烘干；
S4、在紫外光照射下，对步骤S3处理后的铝箔基材照射处理3-7s，照射功率为20-40kw，获得预处理后的铝箔基材。
8.一种锂离子电池，包括集流体，其特征在于：所述集流体采用权利要求1-5中任一项所述的涂碳铝箔。
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