CN116344830B - 一种高导电低吸水纳米涂碳集流体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种高导电低吸水纳米涂碳集流体及其制备方法，通过选取导电材料A、导电胶和导电材料B等原材料，将导电胶包裹烘干的导电材料A，使得导电材料A的颗粒被导电胶部分包裹住，从而阻断部分导电材料A的吸水性能，但同时导电性能降低，为了增强导电性，再加导电材料B，另外，通过加入碳酸钡，还可增强高倍率充放电时的安全性，使得制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体包括导电基层和纳米导电层，即具有较低的吸水性、还具有较高的导电性能，制作成本低、方法简单。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种高导电低吸水纳米涂碳集流体及其制备方法。
背景技术
随着锂离子电池在消费电子、电动车等各领域的大规模应用，市场上对锂离子电池的能量密度、循环寿命和使用安全等方面也提出了更高的要求，例如，通过集流体导电底涂技术，既可以有效减小电极材料与集流体的接触电阻，也可以增加电极材料与集流体之间的粘接力，从而保证降低电池内阻的同时，能够延长电池寿命。
而现有的集流体导电底涂技术中，通常使用廉价的导电剂及水性粘结剂作为涂覆材料，由于这种导电剂表面粗糙多孔，对空气中的水分具有吸附作用，加之水性粘结剂也具有一定的吸水性，吸收水分后会降低电极活性物质与集流体的剥离性能，从而降低集流体或电池的导电性能，最终影响电极的总体效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高导电低吸水纳米涂碳集流体及其制备方法，以解决上述背景技术中提到的技术问题。
为了实现上述目的，本发明公开了一种高导电低吸水纳米涂碳集流体，包括导电基层和纳米导电层，纳米导电层位于导电基层的任意表面，其中，纳米导电层的成分包括导电材料A、导电胶、导电材料B和粘结剂，且导电材料A的吸油值大于导电材料B的吸油值，导电材料A的粒径大于导电材料B的粒径，导电胶为溶剂胶。
可选地，导电材料A的吸油值≥300ml/100g、粒径为0.5-1μm，导电材料B的吸油值≤100ml/100g、粒径<0.5μm。
可选地，导电材料A包括导电炭黑，导电材料B包括石墨烯、导电炭黑和碳纳米管中的至少一种。
可选地，导电胶的固含量为0.5-10％，导电胶包括聚苯胺溶液、聚噻吩溶液中的至少一种。
可选地，粘结剂包括改性聚丙烯酸粘结剂和聚丙烯酸粘结剂中的至少一种。
其中，导电胶的含量<10wt％。
可选地，纳米导电层的成分还包括碳酸钡。
优选地，高导电低吸水纳米涂碳集流体的吸水量为123-242ppm。
本发明还公开了一种高导电低吸水纳米涂碳集流体的制备方法，包括如下步骤：步骤a：先将导电材料A烘干后加入导电胶中搅拌均匀，再经过滤后重新烘干，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料，步骤b：将步骤a得到的低吸水导电材料和导电材料B均涂覆至导电基层上。
可选地，导电材料A和导电胶的重量比例为1-5:1，导电材料A和导电材料B的重量比例为8-10:0.5-1.5。
可选地，步骤b中，先将步骤a得到的低吸水导电材料、导电材料B、改性聚丙烯酸粘结剂和润湿剂混合分散得到低吸水高导电浆料，再将低吸水高导电浆料涂覆到导电基层上，形成高导电低吸水涂层，即得到的导电基层表面的纳米导电层为高导电低吸水涂层。
可选地，步骤b中，还包括将碳酸钡混合分散至低吸水高导电浆料中。
可选地，高导电低吸水涂层的厚度为0.8-1.2μm。
可选地，步骤b中，先将导电材料B、聚丙烯酸粘结剂和润湿剂混合分散得到高导电浆料，并将高导电浆料涂覆到导电基层上，形成高导电涂层，再将步骤a得到的低吸水导电材料、改性聚丙烯酸粘结剂和润湿剂混合分散得到低吸水导电浆料，并将低吸水导电浆料涂覆到高导电涂层上，形成低吸水涂层，即得到的导电基层表面的纳米导电层包括高导电涂层和低吸水涂层。
可选地，步骤b中，还包括将碳酸钡混合分散至低吸水导电浆料中。
可选地，高导电涂层与低吸水涂层的厚度比例为0.3-0.5：0.5-0.6。
可选地，烘干方式为真空干燥，烘干温度为50-80℃。
与现有技术相比，本发明的高导电低吸水纳米涂碳集流体具有以下优点：
通过选取导电材料A、导电胶和导电材料B等原材料，用导电胶包裹烘干的导电材料A，使得导电材料A的颗粒被导电胶部分包裹住，从而阻断部分导电材料A的吸水性能，但同时导电性能降低，为了增强导电性，再加入导电材料B，另外，通过加入碳酸钡，还可增强高倍率充放电时的安全性，使得制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体包括导电基层和纳米导电层，即具有较低的吸水性、还具有较高的导电性和安全性，制作成本低、方法简单。
附图说明
图1为本发明一实施例的高导电低吸水纳米涂碳集流体结构示意图；
图2为本发明另一实施例的高导电低吸水纳米涂碳集流体结构示意图。
其中，1、导电基层，2、高导电低吸水涂层，3、高导电涂层，4、低吸水涂层。
具体实施方式
下面通过具体实施例进行详细阐述，说明本发明的技术方案。
在本发明实施例中，通过选取导电材料A、导电胶和导电材料B等原材料，制备得到的集流体既具有较低的吸水性、还具有较高的导电性能，即得到一种高导电低吸水纳米涂碳集流体。原理是，导电材料A的粒径大、且具有较强的吸水性，若直接使用导电材料A作为集流体涂层原料，会导致涂层吸收大量水分，而导电材料B的粒径小、且吸水性低，但是导电材料B的售卖价格远高于导电材料A，若直接使用导电材料B作为集流体涂层原料，会直接增加生产成本，同时造价成本远高于产品价值，从而本发明通过导电胶包裹烘干的导电材料A，使得导电材料A的颗粒被导电胶部分包裹住(需要说明的是，“部分包裹”是指导电材料A的每个颗粒被导电胶包裹的包裹面积，其包裹面积与导电材料A的干湿度、吸油值和粒径大小等，以及导电胶的种类、固含量和含量等有关)，从而阻断部分导电材料A的吸水性能，但同时导电性能降低，为了增强导电性，再加入导电材料B，制备步骤如下：
步骤a：先将导电材料A烘干后加入导电胶中搅拌均匀，再经过滤后重新烘干，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：将步骤a得到的所述低吸水导电材料和导电材料B均涂覆至导电基层上。
另外，由于导电材料B的加入增强了导电性，在应用于高倍率场景下充放电时容易引发高温起火，为了增强高倍率充放电场景下的安全性，还可加入碳酸钡，使得温度过高时通过增加电阻降低导电性，进而防止高温起火。
具体参见以下实施例1-8所示，其中实施例1-5参照图1，实施例6-10参照图2。
实施例1
选取材料：
导电材料A，10kg导电炭黑、吸油值350ml/100g、粒径0.75μm；导电胶，3kg聚苯胺的醋酸丁酯溶液、固含量12％、含量9.5wt％、分子量9500Da；导电材料B，4kg石墨烯、吸油值80ml/100g、粒径0.4μm；粘结剂，5kg改性聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％；润湿剂，2kg水；导电基层1，10μm厚的铝集流体。
高导电低吸水纳米涂碳集流体制备：
步骤a：先将10kg导电材料A在80℃下真空干燥6h后加入3kg导电胶中搅拌2h，再经过滤后重新在80℃下真空干燥4h，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：先将步骤a得到的低吸水导电材料、4kg导电材料B、5kg粘结剂和2kg润湿剂混合分散1h得到低吸水高导电浆料，再将低吸水高导电浆料通过涂布机涂覆到10μm厚的导电基层1两个表面后采用90℃烘干，形成高导电低吸水涂层2，即得到的导电基层1表面的纳米导电层为高导电低吸水涂层2。
该实施例中，导电材料A和导电胶的重量比例为10:3，导电材料A和导电材料B的重量比例为2.5：1，制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体的高导电低吸水涂层2的厚度和为1.2μm，即纳米导电层的厚度为1.2μm。
实施例2
选取材料：
导电材料A，9kg导电炭黑、吸油值325ml/100g、粒径0.75μm；导电胶，3kg聚噻吩的醋酸丁酯溶液、固含量4.8％、含量9.2wt％、分子量9300Da；导电材料B，1kg碳纳米管、吸油值75ml/100g、粒径0.4μm；粘结剂，5kg改性聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％；润湿剂，1kg水；导电基层1，10μm厚的铝箔。
高导电低吸水纳米涂碳集流体制备：
步骤a：先将9kg导电材料A在65℃下真空干燥2.5h后加入3kg导电胶中搅拌2h，再经过滤后重新在65℃下真空干燥1.5h，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：先将步骤a得到的低吸水导电材料、1kg导电材料B、5kg粘结剂和1kg润湿剂混合分散0.5h得到低吸水高导电浆料，再将低吸水高导电浆料通过涂布机涂覆到10μm厚的导电基层1两个表面，形成高导电低吸水涂层2，即得到的导电基层1表面的纳米导电层为高导电低吸水涂层2。
该实施例中，导电材料A和导电胶的重量比例为3:1，导电材料A和导电材料B的重量比例为9：1，制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体的纳米导电层的厚度和为1μm，即高导电低吸水涂层2的厚度为1μm。
实施例3
选取材料：
导电材料A，10kg导电炭黑、吸油值300ml/100g、粒径1μm；导电胶，2kg聚噻吩的醋酸丁酯溶液、固含量0.5％、含量5.3wt％、分子量4700Da；导电材料B，1.5kg导电炭黑、吸油值100ml/100g、粒径0.4μm；粘结剂，5kg改性聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％；润湿剂，1kg水；导电基层1，10μm厚的铜集流体。
高导电低吸水纳米涂碳集流体制备：
步骤a：先将10kg导电材料A在50℃下真空干燥3h后加入2kg导电胶中搅拌3h，再经过滤后重新在50℃下真空干燥2h，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：先将步骤a得到的低吸水导电材料、1.5kg导电材料B、5kg粘结剂和1kg润湿剂混合分散0.5h得到低吸水高导电浆料，再将低吸水高导电浆料通过涂布机涂覆到10μm厚的导电基层1两个表面后采用100℃烘干，形成高导电低吸水涂层2，即得到的导电基层1表面的纳米导电层为高导电低吸水涂层2。
该实施例中，导电材料A和导电胶的重量比例为5:1，导电材料A和导电材料B的重量比例为10：1.5，制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体的纳米导电层的厚度和为1.2μm，即高导电低吸水涂层2的厚度为1.2μm。
实施例4
选取材料：
导电材料A，8kg导电炭黑、吸油值300ml/100g、粒径0.5μm；导电胶，2kg聚苯胺的醋酸丁酯溶液、固含量10％、含量7.2wt％、分子量8200Da；导电材料B，0.5kg导电炭黑、吸油值50ml/100g、粒径0.3μm；粘结剂，5kg改性聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％；润湿剂，2kg水；导电基层1，10μm厚的铝箔。
高导电低吸水纳米涂碳集流体制备：
步骤a：先将8kg导电材料A在80℃下真空干燥3h后加入2kg导电胶中搅拌2h，再经过滤后重新在80℃下真空干燥2h，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：先将步骤a得到的低吸水导电材料、0.5kg导电材料B、5kg粘结剂和2kg润湿剂混合分散0.5h得到低吸水高导电浆料，再将低吸水高导电浆料通过涂布机涂覆到10μm厚的导电基层1两个表面后采用90℃烘干，形成高导电低吸水涂层2，即得到的导电基层1表面的纳米导电层为高导电低吸水涂层2。
该实施例中，导电材料A和导电胶的重量比例为4:1，导电材料A和导电材料B的重量比例为16：1，制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体的纳米导电层的厚度和为0.8μm，即高导电低吸水涂层2的厚度为0.8μm。
实施例5
选取材料：
导电材料A，9kg导电炭黑、吸油值325ml/100g、粒径0.75μm；导电胶，3kg聚噻吩的醋酸丁酯溶液、固含量4.8％、含量9.2wt％、分子量9300Da；导电材料B，1kg碳纳米管、吸油值75ml/100g、粒径0.4μm；粘结剂，5kg改性聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％；润湿剂，1kg水；0.5kg碳酸钡；导电基层1，10μm厚的铝箔。
高导电低吸水纳米涂碳集流体制备：
步骤a：先将9kg导电材料A在65℃下真空干燥2.5h后加入3kg导电胶中搅拌2h，再经过滤后重新在65℃下真空干燥1.5h，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：先将步骤a得到的低吸水导电材料、1kg导电材料B、5kg粘结剂、0.5kg碳酸钡和1kg润湿剂混合分散0.5h得到低吸水高导电浆料，再将低吸水高导电浆料通过涂布机涂覆到10μm厚的导电基层1两个表面，形成高导电低吸水涂层2，即得到的导电基层1表面的纳米导电层为高导电低吸水涂层2。
该实施例中，导电材料A和导电胶的重量比例为3:1，导电材料A和导电材料B的重量比例为9：1，制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体的纳米导电层的厚度和为1.1μm，即高导电低吸水涂层2的厚度为1.1μm。
实施例6
选取材料：
导电材料A，10kg导电炭黑、吸油值350ml/100g、粒径0.75μm；导电胶，2.5kg聚苯胺溶液、固含量12％、含量9.5wt％、分子量9500Da；导电材料B，4kg石墨烯、吸油值80ml/100g、粒径0.4μm；粘结剂，5kg改性聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％，2.5kg聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％；润湿剂，2.5kg水；导电基层1，8μm厚的铝集流体。
高导电低吸水纳米涂碳集流体制备：
步骤a：先将10kg导电材料A在80℃下真空干燥6h后加入2.5kg导电胶中搅拌2h，再经过滤后重新在80℃下真空干燥4h，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：先将4kg导电材料B、2.5kg聚丙烯酸粘结剂和1kg润湿剂混合分散2h得到高导电浆料，并将高导电浆料通过涂布机涂覆到8μm厚的导电基层1两个表面后采用90℃烘干，形成高导电涂层3，再将步骤a得到的低吸水导电材料、5kg改性聚丙烯酸粘结剂和1.5kg润湿剂混合分散1h得到低吸水导电浆料，并将低吸水导电浆料通过涂布机涂覆到高导电涂层3的表面后采用90℃烘干，形成低吸水涂层4，即得到的导电基层1表面的纳米导电层包括高导电涂层3和低吸水涂层4。
该实施例中，导电材料A和导电胶的重量比例为4:1，导电材料A和导电材料B的重量比例为2.5：1，制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体的纳米导电层的厚度和为1.1μm，即高导电涂层3的厚度为0.5μm，低吸水涂层4的厚度为0.6μm。
实施例7
选取材料：
导电材料A，9kg导电炭黑、吸油值325ml/100g、粒径0.75μm；导电胶，3.6kg聚噻吩醋酸丁酯溶液、固含量4.8％、含量9.2wt％、分子量9300Da；导电材料B，1kg碳纳米管、吸油值75ml/100g、粒径0.4μm；粘结剂，5kg改性聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％，2.5kg聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％；润湿剂，2kg水；导电基层1，8μm厚的铝箔。
高导电低吸水纳米涂碳集流体制备：
步骤a：先将9kg导电材料A在65℃下真空干燥2.5h后加入3.6kg导电胶中搅拌2h，再经过滤后重新在65℃下真空干燥1.5h，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：先将1kg导电材料B、2.5kg聚丙烯酸粘结剂和1kg润湿剂混合分散2h得到高导电浆料，并将高导电浆料通过涂布机涂覆到8μm厚的导电基层1两个表面后采用90℃烘干，形成高导电涂层3，再将步骤a得到的低吸水导电材料、5kg改性聚丙烯酸粘结剂和1kg润湿剂混合分散0.5h得到低吸水导电浆料，并将低吸水导电浆料通过涂布机涂覆到高导电涂层3两个表面后采用90℃烘干，形成低吸水涂层4，即得到的导电基层1表面的纳米导电层包括高导电涂层3和低吸水涂层4。
该实施例中，导电材料A和导电胶的重量比例为2.5:1，导电材料A和导电材料B的重量比例为9：1，制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体的纳米导电层的厚度和为0.9μm，即高导电涂层3的厚度为0.4μm，低吸水涂层4的厚度为0.5μm。
实施例8
选取材料：
导电材料A，8kg导电炭黑、吸油值300ml/100g、粒径0.5μm；导电胶，4kg聚噻吩醋酸丁酯溶液、固含量0.5％、含量5.3wt％、分子量4700Da；导电材料B，0.5kg导电炭黑、吸油值50ml/100g、粒径0.3μm；粘结剂，5kg改性聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％，2.5kg聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％，导电基层1，8μm厚的铜集流体。
高导电低吸水纳米涂碳集流体制备：
步骤a：先将8kg导电材料A在50℃下真空干燥3h后加入4kg导电胶中搅拌3h，再经过滤后重新在50℃下真空干燥2h，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：先将0.5kg导电材料B、2.5kg聚丙烯酸粘结剂和1kg润湿剂混合分散2h得到高导电浆料，并将高导电浆料通过涂布机涂覆到8μm厚的导电基层1两个表面后采用90℃烘干，形成高导电涂层3，再将步骤a得到的低吸水导电材料、5kg改性聚丙烯酸粘结剂和1kg润湿剂混合分散0.5h得到低吸水导电浆料，并将低吸水导电浆料通过涂布机涂覆到高导电涂层3两个表面后采用90℃烘干，形成低吸水涂层4，即得到的导电基层1表面的纳米导电层包括高导电涂层3和低吸水涂层4。
该实施例中，导电材料A和导电胶的重量比例为2:1，导电材料A和导电材料B的重量比例为16：1，制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体的纳米导电层的厚度和为0.8μm，即高导电涂层3的厚度为0.3μm，低吸水涂层4的厚度为0.5μm。
实施例9
选取材料：
导电材料A，10kg导电炭黑、吸油值300ml/100g、粒径1μm；导电胶，3.3kg聚苯胺溶液、固含量10％、含量7.2wt％、分子量8200Da；导电材料B，1.5kg导电炭黑、吸油值100ml/100g、粒径0.4μm；粘结剂，5kg改性聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％，2.5kg聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％；润湿剂，2.5kg水；导电基层1，8μm厚的铝箔。
高导电低吸水纳米涂碳集流体制备：
步骤a：先将10kg导电材料A在80℃下真空干燥3h后加入3.3kg导电胶中搅拌2h，再经过滤后重新在80℃下真空干燥2h，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：先将1.5kg导电材料B、2.5kg聚丙烯酸粘结剂和1kg润湿剂混合分散2h得到高导电浆料，并将高导电浆料通过涂布机涂覆到8μm厚的导电基层1两个表面后采用90℃烘干，形成高导电涂层3，再将步骤a得到的低吸水导电材料、5kg改性聚丙烯酸和1.5kg润湿剂混合分散0.5h得到低吸水导电浆料，并将低吸水导电浆料通过涂布机涂覆到高导电涂层3两个表面后采用90℃烘干，形成低吸水涂层4，即得到的导电基层1表面的纳米导电层包括高导电涂层3和低吸水涂层4。
该实施例中，导电材料A和导电胶的重量比例为3:1，导电材料A和导电材料B的重量比例为20：3，制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体的纳米导电层的厚度和为1μm，即高导电涂层3的厚度为0.5μm，低吸水涂层4的厚度为0.5μm。
实施例10
选取材料：
导电材料A，9kg导电炭黑、吸油值325ml/100g、粒径0.75μm；导电胶，3.6kg聚噻吩醋酸丁酯溶液、固含量4.8％、含量9.2wt％、分子量9300Da；导电材料B，1kg碳纳米管、吸油值75ml/100g、粒径0.4μm；粘结剂，5kg改性聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％，2.5kg聚丙烯酸粘结剂、含量25wt％；润湿剂，2kg水；0.5kg碳酸钡；导电基层1，8μm厚的铝箔。
高导电低吸水纳米涂碳集流体制备：
步骤a：先将9kg导电材料A在65℃下真空干燥2.5h后加入3.6kg导电胶中搅拌2h，再经过滤后重新在65℃下真空干燥1.5h，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：先将1kg导电材料B、2.5kg聚丙烯酸粘结剂和1kg润湿剂混合分散2h得到高导电浆料，并将高导电浆料通过涂布机涂覆到8μm厚的导电基层1两个表面后采用90℃烘干，形成高导电涂层3，再将步骤a得到的低吸水导电材料、5kg改性聚丙烯酸粘结剂、0.5kg碳酸钡和1kg润湿剂混合分散0.5h得到低吸水导电浆料，并将低吸水导电浆料通过涂布机涂覆到高导电涂层3两个表面后采用90℃烘干，形成低吸水涂层4，即得到的导电基层1表面的纳米导电层包括高导电涂层3和低吸水涂层4。
该实施例中，导电材料A和导电胶的重量比例为2.5:1，导电材料A和导电材料B的重量比例为9：1，制备得到的高导电低吸水纳米涂碳集流体的纳米导电层的厚度和为1μm，即高导电涂层3的厚度为0.4μm，低吸水涂层4的厚度为0.6μm。
对比例1
选取10kg导电炭黑，其吸油值500ml/100g、粒径2μm，选取5kg改性聚丙烯酸粘结剂，其含量25wt％，10μm厚的铝集流体。
集流体制备步骤：先将10kg导电炭黑在20℃下真空干燥10h后加入到5kg改性聚丙烯酸粘结剂中搅拌1h得到浆料，再将浆料通过涂布机涂覆到10μm厚的铝集流体两个表面后采用50℃烘干，形成导电涂层。
该对比例中，导电涂层的厚度和为1μm。
对比例2
选取10kg导电炭黑，其吸油值500ml/100g、粒径2μm，选取10kg石墨烯，其吸油值200ml/100g、粒径1μm，选取5kg聚丙烯酸粘结剂，其含量25wt％，8μm厚的铜集流体。
集流体制备步骤：先将10kg导电炭黑在20℃下真空干燥10h，再将烘干的导电炭黑和10kg石墨烯加入到5kg聚丙烯酸粘结剂中搅拌1h得到浆料，再将浆料通过涂布机涂覆到8μm厚的铜集流体两个表面后采用50℃烘干，形成导电涂层。
该对比例中，导电涂层的厚度和为1μm。
性能测试
对上述实施例1-10和对比例1-2的性能进行测试，测试结果如下表1。
表1性能测试
通过在不同湿度环境下测试，在吸水性方面，本发明实施例与对比例相比，实施例1-10具有非常低的吸水性，尤其湿度越高，实施例1-10和对比例1-2的吸水差距越大，例如：在湿度20％的环境下，实施例2与对比例1的吸水性差距为331ppm，在湿度20％的环境下，实施例2与对比例1的吸水性差距为1126ppm，在涂层剥离力方面，本发明实施例与对比例相比，实施例1-10具有较高的剥离力，且在湿度较高的环境中，实施例1-10仍具有较强的剥离力。
综上可见，通过本发明制备所得的高导电低吸水纳米涂碳集流体，将其应用在锂电池中时，由于纳米导电层的吸水性能较低，从而电池的电解液中产生水时，对纳米导电层与导电基层之间的剥离力影响较小，因此对集流体或电池的导电性能影响较小。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制发明，凡在本发明的设计构思之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高导电低吸水纳米涂碳集流体，其特征在于，所述高导电低吸水纳米涂碳集流体包括导电基层和纳米导电层，所述纳米导电层位于所述导电基层的任意表面；
其中，所述纳米导电层的成分包括导电材料A、导电胶、导电材料B、粘结剂和碳酸钡；
所述导电材料A的吸油值大于所述导电材料B的吸油值，所述导电材料A的粒径大于所述导电材料B的粒径；
所述导电材料A的吸油值≥300ml/100g、粒径为0.5-1μm，所述导电材料B的吸油值≤100ml/100g、粒径<0.5μm；
所述导电胶为溶剂胶，所述导电胶的固含量为0.5-10％，所述导电胶的含量<10wt％；
所述导电材料A包括导电炭黑，所述导电材料B包括石墨烯、导电炭黑和碳纳米管中的至少一种；
所述导电胶包括聚苯胺溶液、聚噻吩溶液中的至少一种；
所述粘结剂包括改性聚丙烯酸粘结剂和聚丙烯酸粘结剂中的至少一种；
所述高导电低吸水纳米涂碳集流体的吸水量为123-242ppm；
所述高导电低吸水纳米涂碳集流体的制备方法包括如下步骤：
步骤a：先将导电材料A烘干后加入导电胶中搅拌均匀，再经过滤后重新烘干，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：将步骤a得到的所述低吸水导电材料和导电材料B均涂覆至导电基层上；
其中，步骤b中，先将步骤a得到的所述低吸水导电材料、导电材料B、改性聚丙烯酸粘结剂和润湿剂、碳酸钡混合分散得到低吸水高导电浆料，再将所述低吸水高导电浆料涂覆到导电基层上，形成高导电低吸水涂层，即得到的导电基层表面的纳米导电层为所述高导电低吸水涂层；
或者，
步骤b中，先将导电材料B、聚丙烯酸粘结剂和润湿剂混合分散得到高导电浆料，并将所述高导电浆料涂覆到导电基层上，形成高导电涂层，再将步骤a得到的所述低吸水导电材料、改性聚丙烯酸粘结剂和润湿剂、碳酸钡混合分散得到低吸水导电浆料，并将所述低吸水导电浆料涂覆到所述高导电涂层上，形成低吸水涂层，即得到的导电基层表面的纳米导电层包括高导电涂层和低吸水涂层；
所述导电材料A和所述导电胶的重量比例为1-5:1，所述导电材料A和所述导电材料B的重量比例为8-10:0.5-1.5。
2.一种如权利要求1所述的高导电低吸水纳米涂碳集流体的制备方法，其特征在于：
所述高导电低吸水纳米涂碳集流体的制备方法包括如下步骤：
步骤a：先将导电材料A烘干后加入导电胶中搅拌均匀，再经过滤后重新烘干，最后经研磨细化即可得到低吸水导电材料；
步骤b：将步骤a得到的所述低吸水导电材料和导电材料B均涂覆至导电基层上；
其中，步骤b中，先将步骤a得到的所述低吸水导电材料、导电材料B、改性聚丙烯酸粘结剂和润湿剂、碳酸钡混合分散得到低吸水高导电浆料，再将所述低吸水高导电浆料涂覆到导电基层上，形成高导电低吸水涂层，即得到的导电基层表面的纳米导电层为所述高导电低吸水涂层；
或者，
步骤b中，先将导电材料B、聚丙烯酸粘结剂和润湿剂混合分散得到高导电浆料，并将所述高导电浆料涂覆到导电基层上，形成高导电涂层，再将步骤a得到的所述低吸水导电材料、改性聚丙烯酸粘结剂和润湿剂、碳酸钡混合分散得到低吸水导电浆料，并将所述低吸水导电浆料涂覆到所述高导电涂层上，形成低吸水涂层，即得到的导电基层表面的纳米导电层包括高导电涂层和低吸水涂层。
3.根据权利要求2所述的高导电低吸水纳米涂碳集流体的制备方法，其特征在于，所述高导电低吸水涂层的厚度为0.8-1.2μm。
4.根据权利要求2所述的高导电低吸水纳米涂碳集流体的制备方法，其特征在于，所述高导电涂层与所述低吸水涂层的厚度比例为0.3-0.5：0.5-0.6。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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