CN115602852A - 复合碳铝集流体及其电极材料、制备方法和其应用 - Google Patents

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CN115602852A CN202211170108.6A CN202211170108A CN115602852A CN 115602852 A CN115602852 A CN 115602852A CN 202211170108 A CN202211170108 A CN 202211170108A CN 115602852 A CN115602852 A CN 115602852A
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Abstract

复合碳铝集流体及其电极材料、制备方法和其应用。本申请涉及一种复合碳铝集流体的制备方法，包括如下步骤：提供高分子层，高分子层包括相对的第一表面及第二表面，在高分子层的第一表面之上形成第一金属层及在高分子层的第二表面之上形成第二金属层，在第一金属层及第二金属层的表面进行气相沉积，分别得到第一导电碳层及第二导电碳层。本申请还涉及一种电池极片，包括复合碳铝集流体和活性材料，可以用于制备非水电解质二次电池，循环稳定性强，电池寿命长，首效高。

Description

复合碳铝集流体及其电极材料、制备方法和其应用
技术领域
本申请属于能量转换和储能技术领域，具体涉及一种复合碳铝集流体及其电极材料、制 备方法和其应用。
背景技术
传统的集流体为铝金属材质，表面与空气接触后被氧化，生成导电能力较差的氧化铝层， 因此产品在应用的过程中导致集流体涂覆正极材料后界面电阻较大，同时由于传统铝集流体 的表面粗糙度较小，导致正极材料与铝集流体的接触面积较小，正极材料与铝集流体之间的 剥离力偏小，导致极片在分切、卷绕的过程中易脱落。一些抗剥离力较强的集流体，用于制 备非水电解质二次电池时，电池首效、电池寿命性能却不佳。
基于此，有必要开发一种复合碳铝集流体，抗剥离力强，可以提供更高的首效、更长的 电池寿命。
发明内容
本申请的目的包括提供一种复合碳铝集流体，界面电阻低，电流性能好，力学性能优， 可以用于制备非水电解质二次电池，解决部分上述问题。
本申请的第一方面提供一种复合碳铝集流体的制备方法，包括如下步骤：
提供高分子材料，在所述高分子材料的表面形成铝层，制得镀铝的高分子材料；
通过气相沉积工艺在所述镀铝的高分子材料表面进行碳层，制得复合碳铝集流体；
其中，所述气相沉积工艺包括：
对所述镀铝的高分子材料表面进行除静电处理，得到除静电后的镀件；
将所述除静电后的镀件装入真空炉，抽真空至6Pa以上，预热，然后抽真空至6×10-3Pa， 于50℃～80℃烘烤，得到烘烤后的镀件；
调整预熔电流，对所述烘烤后的镀件进行预熔，得到预熔后的镀件；
调整蒸镀电流，对所述预熔后的镀件进行蒸发沉积，冷却，得到所述复合碳铝集流体。
在本申请的一些实施方式中，所述复合碳铝集流体的制备方法中，所述预热的预热温度 为40℃～50℃，预热时间为10min～15min；
所述调整预熔电流的步骤中，预熔电流为80A～90A，预熔时间为20min～30min；
所述调整蒸镀电流的步骤中，蒸镀电流为200A～230A，蒸镀时间为5min～10min；
对所述预熔后的镀件进行蒸发沉积的步骤中，工艺参数为：真空度10-1Pa～10Pa，离子攻 击电压200V～1000V，离击时间为5min～30min；碳浓度为5-8mol/L；沉积时间为：20～30min；
所述冷却的方式为随炉冷却至室温。
在本申请的一些实施方式中，所述复合碳铝集流体的制备方法中，形成所述第一金属层 和第二金属层的方法分别独立地选自真空蒸镀法或磁控溅射法。
在本申请的一些实施方式中，所述复合碳铝集流体的制备方法中，所述真空蒸镀的工艺 参数包括：放卷张力5～30N；收卷张力5～25N；蒸发温度＞600℃；真空度＜10-2Pa；蒸镀速 度＞10m/min；
在本申请的一些实施方式中，所述复合碳铝集流体的制备方法中，所述高分子层的厚度 为1μm～25μm；及/或，
所述第一金属层的厚度为0.3μm～3μm，及/或，
所述第二金属层的厚度为0.3μm～3μm，及/或，
所述第一导电碳层的厚度为0.2μm～0.8μm；及/或，
所述第二导电碳层的厚度为0.2μm～0.8μm。
在本申请的一些实施方式中，所述复合碳铝集流体的制备方法中，所述高分子层的材质 选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚苯硫醚；及/或，
第一导电碳层的主要成分为碳纳米管、SP、KS-6、S-O、石墨烯或VGCF；及/或，
第二导电碳层的主要成分为碳纳米管、SP、KS-6、S-O、石墨烯或VGCF。
在本申请的一些实施方式中，所述复合碳铝集流体的制备方法中，所述第一铝层的纯度 ≥99.8％；及/或，
所述第二铝层的纯度≥99.8％。
本申请的第二方面提供一种复合集流体，根据本申请第一方面提供的制备方法制备得到。
本申请的第三方面提供一种电极极片，包括依次层叠设置的复合集流体和活性材料；其 中，所述复合集流体如本申请的第二方面所定义。
本申请的第四方面提供一种电池，所述电池包括正极极片、负极极片、隔膜及电解液， 其中，所述正极极片为本申请第三方面提供的电极极片；
所述电池为非水性电解质二次电池。
本申请的制备方法制得的复合碳铝集流体包括合适种类和合适厚度的高分子层、铝层、 和导电碳层，界面电阻低，电子传输能力强，综合力学性能优，具有极强的抗剥离力，使用 该复合碳铝集流体制备的非水性电解质二次电极循环稳定性强、寿命长。
本申请的气相沉积法制备的导电碳层，可以提升集流体表面的表面粗糙度，提高电极材 料与集流体之间的粘接力，增大正极材料与集流体之间的导流面积，从而增加电子传输能力。 还可以降低正极材料与集流体之间的界面电阻，提高电池的容量，提高电池的倍率性能以及 电池的循环寿命。
本申请的复合碳铝集流体具备一定的柔性，具有适宜的拉伸强度、延伸率以及和穿刺强 度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案、更完整地理解本申请及其有益效果，下 面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。还需说明的是，附图均采用简化的形式绘制，仅用于方便、明 晰地辅助说明本申请。附图所示的每一部件的各种尺寸是任意示出的，可能是精准的，也可 能是未按实际比例绘制。比如，为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的尺寸。 如无特别说明，图中各个部件并非按比例绘制。本申请并没有限定每个部件的每种尺寸。
图1为本申请的一实施例中的复合碳铝集流体的示意图；
附图标记：11-高分子层，12-第一金属层，13-第二金属层，14-第一导电碳层，15-第二导 电碳层，101-高分子层的第一表面，102-高分子层的第二表面。
具体实施方式
下面结合附图、实施方式和实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说 明本申请而不用于限制本申请的范围。此外应理解，在阅读了本申请讲授的内容之后，本领 域技术人员可以对本申请作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书 的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人 员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施 例的目的，不是旨在于限制本申请。
术语
除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：
本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的选择范围包括两个或两个以上相关所 列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组 合包任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。 需要说明书的是，当用至少两个选自“和/或”、“或/和”、“及/或”的连词组合连接至少三个 项目时，应当理解，在本申请中，该技术方案毫无疑问地包括均用“逻辑与”连接的技术方 案，还毫无疑问地包括均用“逻辑或”连接的技术方案。比如，“A及/或B”包括A、B和 A+B三种并列方案。又比如，“A，及/或，B，及/或，C，及/或，D”的技术方案，包括A、 B、C、D中任一项(也即均用“逻辑或”连接的技术方案)，也包括A、B、C、D的任意的 和所有的组合，也即包括A、B、C、D中任两项或任三项的组合，还包括A、B、C、D的四 项组合(也即均用“逻辑与”连接的技术方案)。
本文中，“优选”、“较佳”、“更佳”等仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解， 并不构成对本申请防护范围的限制。
本申请中，“进一步”、“更进一步”、“特别”等用于描述目的，表示内容上的差异，但并 不应理解为对本申请保护范围的限制。
本申请中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量， 也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
本申请中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包 括包含所列举特征的开放式技术方案。
本申请中，涉及到数值区间(也即数值范围)，如无特别说明，可选的数值分布在上述数 值区间内视为连续，且包括该数值范围的两个数值端点(即最小值及最大值)，以及这两个数 值端点之间的每一个数值。如无特别说明，当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时，包 括该数值范围的两个端点整数，以及两个端点之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描 述特征或特性时，可以合并这些范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之范围应 理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
本申请中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内存 在变动。应当理解的是，所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。允许 在如±5℃、±4℃、±3℃、±2℃、±1℃的范围内波动。
本申请的第一方面
本申请的第一方面提供一种复合碳铝集流体的制备方法。该制备方法操作简单，制得的 复合碳铝集流体表面接触面积大，各层之间具有较强的粘接力，电学性能和力学性能优，可 以用于非水性电解质二次电池。
在本申请的第二方面，提供一种复合碳铝集流体的制备方法，包括如下步骤：
提供高分子层，所述高分子层包括相对的第一表面及第二表面；
在所述高分子层的所述第一表面之上形成第一铝层及在所述高分子层的所述第二表面之 上形成第二铝层；
用第一化学气相沉积法在所述第一铝层之上形成第一导电碳层及用第二化学气相沉积法 在所述第二铝层之上形成第二导电碳层；
在锂离子电池充/放电过程中，铝集流体表面会形成一层致密的氧化物薄膜，提高了铝的 抗腐蚀能力，常被用作锂离子电池中正极的集流体。传统的铝集流体的制备中，为提高铝集 流体的表面特性，常在铝箔表面进行粗糙化处理，形成蜂窝结构，提高与正极活性物质的结 合力，进而改善锂离子电池的电化学性能，然而粗糙化处理不当容易导致表面钝化膜破坏而 腐蚀严重，锂离子电池性能也随之降低。因此，为了提高刻蚀后铝箔的耐腐蚀性能，需要对 其表面进行优化处理，形成更加稳定的钝化膜。
传统的技术方案中，一般通过涂覆的方式优化铝箔表面，比如覆碳/铝箔集流体即是将含 碳复合层涂覆在铝箔表面的复合集流体。其中，含碳层是由碳纤维与经过分散剂处理后的导 电碳黑颗粒构成，能够与铝箔紧密结合，提高电极的导电性和耐蚀性。本申请通过在铝箔的 表面形成一层致密的碳层，形成较粗糙的表面结构，形成的三维网络导电结构并具有富电子 的效果也可以起到提升导电性能的作用，克服了涂覆法和普通的气相沉积法的碳层易脱落的 缺陷。
在一些实施方式中，第一化学气相沉积法和第二化学沉积法分别独立地包括进行第一阶 段沉积处理、第二阶段沉积处理和降温处理的步骤。
传统的镀膜工艺中，离子镀附着力强，镀层不易脱落，但设备复杂，成本较高。本申请 通过合适的镀膜工艺形成第一铝层和第二铝层，制备效率高，制备的铝层附着力强、低气孔、 高致密度、高纯度和高均一性。因此，在铝层上进行化学气相沉积，形成导电碳层时，可以 让导电碳层更好形成三维导电网络结构，电导率性能更优。
在本申请的一些实施方式中，磁控溅射的工艺包括：真空压强、氩气的体积流量、氧气 的体积流量、气压压强、电压值、电流值、阴极温度、基片温度、沉积时间、预溅射时间等。
在本申请的一些实施方式中，通过真空蒸镀和磁控溅射中的至少一种工艺形成第一金属 层和第二金属层。在一些优选的实施方式中，通过磁控溅射和真空蒸镀相结合的工艺，可以 得到致密度更高、附着力更强、厚度更适宜的铝层(第一铝层和/或第二铝层)。
在本申请的一些实施方式中，真空蒸镀的工艺参数包括：放卷张力、收卷张力、蒸发温 度、真空度和蒸镀速度。
在一些实施方式中，放卷张力为5～30N，进一步可以为5～15N，举例的放卷张力如5N、 8N、10N、12N、15N、18N、20N、22N、25N、28N、30N等。在一些实施方式中，收 卷张力为5～25N，可以为5～12N，举例的收卷张力如5N、8N、10N、12N、15N、18N、 20N、22N、25N、28N、30N等。在一些实施方式中，蒸发温度＞600℃，进一步可以为 600～800℃，举例的蒸发温度如600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃等。在一些实施方式 中，真空度＜5×10-2Pa，进一步可以为＜10-2Pa。在一些实施方式中，蒸镀速度＞10m/min， 进一步可为50～100m/min，举例的蒸镀速度如10m/min、20m/min、50m/min、80m/min、 90m/min、100m/min等。在一些实施方式中，真空蒸镀的工艺参数为：放卷张力5～30N，收 卷张力5～25N，蒸发温度＞600℃，真空度＜10-2Pa，蒸镀速度＞10m/min。在一些优选地实 施方式中，真空蒸镀的工艺参数为：放卷张力5～15N，收卷张力5～12N，蒸发温度600～800℃， 真空度＜5×10-2Pa，蒸镀速度50～100m/min。
在本申请的一些实施方式中，真空蒸镀的工艺参数为放卷张力5～30N；收卷张力5～25N； 蒸发温度＞600℃；真空度＜10-2Pa；蒸镀速度＞10m/min。
本申请的制备方法制得的复合碳铝集流体具备一定的柔性，还具有较佳的拉伸强度、延 伸率以及和穿刺强度。申请人推测，这可是是由于复合碳铝集流体中包括合适种类、厚度的 高分子层和导电碳层(第一导电碳层、第二导电碳层)，以及合适厚度的铝层(第一铝层、第 二铝层)。
本申请的一些实施方式中，高分子层的材质选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇 酯或聚苯硫醚。
在一些实施方式中，高分子层的厚度为1～25μm，进一步可以为1～10μm，举例的高分子 层的厚度如1μm、2μm、5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm等。
在一些实施方式中，第一铝层的厚度为0.3～3μm，进一步可以为0.5～1.5μm，举例的第一 铝层的厚度如0.3μm、0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、2.2μm、2.5μm、3μm等。在一些实施方式中，第二铝层的厚度为0.3～3μm，进一步可以为0.5～1.5μm，举例的第二铝层的厚度 如0.3μm、0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、2.2μm、2.5μm、3μm等。
在一些实施方式中，允许形成第一铝层和第二铝层的工艺参数相同。可以理解地，此时 第一铝层和第二铝层具有相似的厚度和导电性质。在一些实施方式中，第一铝层和第二铝层 的厚度比为(0.8～1.2)：1，进一步可以为1:1。
在一些实施方式中，第一铝层的纯度≥99.8％，进一步可以为纯度≥99.9％。
在一些实施方式中，第二铝层的纯度≥99.8％，进一步可以为纯度≥99.9％。
本申请的一些实施方式中，第一导电碳层的主要成分为碳纳米管、SP、KS-6、S-O、石 墨烯或VGCF。进一步优选可以为SP、KS-6，导电性更好。第二导电碳层的主要成分为碳纳米管、SP、KS-6、S-O、石墨烯或VGCF。进一步优选可以为SP、KS-6，，导电性更好。
在一些实施方式中，第一导电碳层的厚度为0.2～0.8μm，进一步可以为0.5～0.8μm，举例 的第一导电碳层的厚度如0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm等。在一些 实施方式中，第二导电碳层的厚度为0.2～0.8μm，进一步可以为0.5～0.8μm，举例的第二导电 碳层的厚度如0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm等。
在一些实施方式中，允许形成第一导电碳层和第二导电碳层的工艺参数相同。可以理解 地，此时第一导电碳层和第二导电碳层主要成分相同，且具有相似的厚度和结构。
本申请的制备方法制得的复合碳铝集流体，层级之间具有较强的粘结强度。在一些实施 方式中，第一铝层与第一表面之间的剥离力≥2N/m。在一些实施方式中，第二铝层与第二表 面之间的剥离力≥2N/m。
相较于传统的复合碳铝集流体，同等厚度下，本申请的制备方法制备的复合碳铝集流体 具有更强的拉伸强度和延展性。在一些实施方式中，复合碳铝集流体的穿刺强度≥50gf，进 一步可以为穿刺强度≥100gf。在一些实施方式中，复合碳铝集流体的拉伸强度MD≥150MPa， 进一步可以为拉伸强度MD≥200MPa。在一些实施方式中，复合碳铝集流体的拉伸强度TD ≥150MPa，进一步可以为拉伸强度TD≥200MPa。在一些实施方式中，复合碳铝集流体的延 伸率MD≥10％，进一步可以为延伸率MD≥30％。在一些实施方式中，复合碳铝集流体的延 伸率TD≥10％，进一步可以为延伸率TD≥30％。
本申请的制备方法制备的复合碳铝集流体还具有较低的方阻。在一些实施方式中，复合 碳铝集流体的上下方阻均≤50mΩ，进一步可以≤40mΩ。
本申请的第二方面提供一种复合碳铝集流体，包括高分子层、第一铝层、第二铝层、第 一导电碳层和第二导电碳层，该复合碳铝集流体电流传输能力强、综合力学性能优，不易与 电极发生脱离，制备的非水电解质二次电池具有极佳的循环稳定性，具有较长的寿命。在一 些实施方式中，复合碳铝集流体可以根据本申请第一方面提供的制备方法制备得到。
在本申请的第一方面，提供了一种复合碳铝集流体，包括高分子层，高分子层包括相对 的第一表面和第二表面；设置于高分子层的第一表面之上的第一铝层，设置于高分子层的第 二表面之上的第二铝层；设置于第一铝层之上的第一导电碳层，设置于第二铝层之上第二导 电碳层。
图1为本申请的一个实施例的复合碳铝集流体10的结构示意图，由图可见，复合碳铝集 流体10包括高分子层11，高分子层11包括相对的第一表面101、第二表面102；设置于第 一表面101之上的第一铝层12，设置于第二表面102之上的第二铝层13；设置于第一铝层12之上的第一导电碳层14，设置于第二铝层13之上第二导电碳层15。
本申请的第三方面
本申请的第三方面提供一种电极极片，包括依次层叠设置的复合镀碳铝集流体和活性材 料。优选地，复合镀碳铝集流体为本申请第一方面提供的复合镀碳铝集流体。本申请的复合 镀碳铝集流体与活性材料之间的剥离力强，导流面积大，电子传输能力强，与活性材料之间 的界面电阻低，从而可以提高电池容量，提高电池的倍率性能以及电池的循环寿命。
在一些实施例中，复合镀碳铝集流体与活性材料之间的剥离力提升了10％。
本申请的第四方面
本申请的第四方面提供一种非水性电解质二次电池。非水电解质二次电池中的集流体与 电极的结合力随使用次数的增加而逐渐减弱，最终脱离失去传输能力，导致电池损坏。本申 请的复合碳铝集流体制备的非水电解质二次电池(比如锂电池)，电池寿命长，循环稳定，且 首效性能优。
在本申请的第四方面，提供一种电池，包括正极极片、负极极片、隔膜及电解液，其中， 正极极片为本申请第三方面提供的电极极片；
其中，电池为非水性电解质二次电池，进一步优选为锂电池。
在一些实施例中，电池首效为80-85。在一些实施例中，电池的循环寿命为1200～1500 周。
以下为一些具体实施例。
以下具体实施例中未写明的实验参数，优先参考本申请文件中给出的指引，还可以参考 本领域的实验手册或本领域已知的其它实验方法，或者参考厂商推荐的实验条件。
以下具体实施例中涉及的原料和试剂，可以通过市售得到，或者本领域技术人员能够根 据已知手段制备。
实施例1制备8μm复合碳铝集流体
1.1选取4μm厚度的PET材质的高分子薄膜及纯度99.9％的高纯铝锭，其中，高分子薄 膜包括相对的第一表面和第二表面。
1.2将高分子薄膜以及高纯铝锭分别投入到真空镀膜设备上，采用真空蒸镀工艺在高分 子薄膜的第一表面和第二表面之上，分别形成1μm第一铝层、1μm第二铝层。其中，真空蒸 镀工艺参数为：放卷张力为10N，收卷张力为8N，蒸发温度690℃，真空度5×10-2Pa，蒸镀速度100m/min。
1.3将PET材质的碳材通过气相沉积的方式在高分子薄膜的双面铝层上分别沉积一层0.5 μm的导电碳层。
1.4气相沉积完成后对铝层进行清洗，烘干，得到复合碳铝集流体，然后分切收卷、真 空包装备用。
对比例1制备8μm传统铝箔正极集流体
1、电解铝熔液送至熔炼炉，加入占电解铝熔液总重量30％的铝锭，控制熔体温度为770 ℃，调整熔体中各元素成分的质量百分比为Si：0.15％，Fe：0.48％，Cu：0.13％，Mn：1.3％， Ti：0.03％，余量的Al。采用纯氮气或纯氩气向熔体中喷精炼剂进行精炼，充分搅拌均勻， 精炼时间为9分钟，然后静置20分钟，除去铝液表面的浮渣，倒入静置炉内，控制静置炉内 温度为755℃；将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入铝钛硼丝进行晶粒细化，然后在除 气箱内用纯氮气或纯氩气对铝液进行除气处理，除气后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤 净化处理；净化后的铝液送铸轧机铸轧，铸轧出厚度为4.0mm的坯料。
2、原料经精炼、铸轧后得到厚度为4.0mm的坯料。
3、将步骤a得到的坯料冷轧至4.0mm厚度后进行均勻化退火，均勻化退火温度为470 ℃，退火时间为25小时。
4、将均勻化退火后的坯料冷轧至0.5mm厚度，然后进行再结晶退火，再结晶退火的温 度为300℃，退火时间为15小时。
5、将再结晶退火后的坯料轧至8μm正极铝箔
实施例2性能测试
对实施例1和对比例1的复合镀碳集流体进行电学性能测试，测试结果如表1-2。
表1
方案 首效％
实施一 91
对比一 86
表2
方案 循环寿命(周)
实施一 1200
对比一 1000
对实施例1和对比例1的复合铝箔进行力学性能测试。测试结果如表3。
表3
物性 实施一 对比一
MD拉伸强度MPa 300 189
TD拉伸强度MPa 280 175
MD延伸率％ 33 6
TD延伸率％ 30 4
穿刺强度gf 320 95
在本申请提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作 为参考那样。除非和本申请的申请目的和或技术方案相冲突，否则，本申请涉及的引用文献 以全部内容、全部目的被引用。本申请中涉及引用文献时，相关技术特征、术语、名词、短 语等在引用文献中的定义也一并被引用。本申请中涉及引用文献时，被引用的相关技术特征 的举例、优选方式也可作为参考纳入本申请中，但以能够实施本申请为限。应当理解，当引 用内容与本申请中的描述相冲突时，以本申请为准或者适应性地根据本申请的描述进行修正。
以上所述实施方式和实施例的各技术特征可以进行任意合适方式的组合，为使描述简洁， 未对上述实施方式和实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些 技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为在本说明书记载的范围中。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，但并不能因此理解为对申请专利范围 的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。此外应理解，在阅读了本申请 的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本申请作各种改动或修改，得到的等价形式同 样落于本申请的保护范围。还应当理解，本领域技术人员在本申请提供的技术方案的基础上， 通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本申请所附权利要求的保 护范围内。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书和附图可用于解释 权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种复合碳铝集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供高分子材料，在所述高分子材料的表面形成铝层，制得镀铝的高分子材料；
通过气相沉积工艺在所述镀铝的高分子材料表面进行碳层，制得复合碳铝集流体；
其中，所述气相沉积工艺包括：
对所述镀铝的高分子材料表面进行除静电处理，得到除静电后的镀件；
将所述除静电后的镀件装入真空炉，抽真空至6Pa以上，预热，然后抽真空至6×10-3Pa，于50℃～80℃烘烤，得到烘烤后的镀件；
调整预熔电流，对所述烘烤后的镀件进行预熔，得到预熔后的镀件；
调整蒸镀电流，对所述预熔后的镀件进行蒸发沉积，冷却，得到所述复合碳铝集流体。
2.根据权利要求1所述复合碳铝集流体的制备方法，其特征在于，所述预热的预热温度为40℃～50℃，预热时间为10min～15min；
所述调整预熔电流的步骤中，预熔电流为80A～90A，预熔时间为20min～30min；
所述调整蒸镀电流的步骤中，蒸镀电流为200A～230A，蒸镀时间为5min～10min；
对所述预熔后的镀件进行蒸发沉积的步骤中，工艺参数为：真空度10-1Pa～10Pa，离子攻击电压200V～1000V，离击时间为5min～30min；碳浓度为5-8mol/L；沉积时间为：20～30min；
所述冷却的方式为随炉冷却至室温。
3.根据权利要求1所述复合碳铝集流体的制备方法，其特征在于，所述在所述高分子材料的表面形成铝层的步骤中，通过真空蒸镀法或磁控溅射法形成铝层。
4.根据权利要求3所述复合碳铝集流体的制备方法，其特征在于，所述真空蒸镀的工艺参数包括：放卷张力5N～30N；收卷张力5N～25N；蒸发温度＞600℃；真空度＜10-2Pa；蒸镀速度＞10m/min。
5.根据权利要求1所述复合碳铝集流体的制备方法，其特征在于，所述高分子层的厚度为1μm～25μm；及/或，
所述第一金属层的厚度为0.3μm～3μm，及/或，
所述第二金属层的厚度为0.3μm～3μm，及/或，
所述第一导电碳层的厚度为0.2μm～0.8μm；及/或，
所述第二导电碳层的厚度为0.2μm～0.8μm。
6.根据权利要求5所述复合碳铝集流体的制备方法，其特征在于，所述高分子层的材质选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚苯硫醚；及/或，
第一导电碳层的主要成分为碳纳米管、SP、KS-6、S-O、石墨烯或VGCF；及/或，
第二导电碳层的主要成分为碳纳米管、SP、KS-6、S-O、石墨烯或VGCF。
7.根据权利要求6所述复合碳铝集流体的制备方法，其特征在于，所述第一铝层的纯度≥99.8％；及/或，
所述第二铝层的纯度≥99.8％。
8.一种复合集流体，其特征在于，根据权利要求1～7中任一项所述的制备方法制备得到。
9.一种电极极片，其特征在于，包括依次层叠设置的复合集流体和活性材料；其中，所述复合集流体如权利要求8所定义。
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括正极极片、负极极片、隔膜及电解液，其中，所述正极极片为如权利要求9中所述的电极极片；
所述电池为非水性电解质二次电池。
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