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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰離子電池用集流體,具體涉及一種柔性納米復合集流體及其制備方法、鋰離子電池。
技術介紹
1、隨著新能源產業的不斷發展與壯大,目前商業化的鋰離子電池已無法滿足日益增長的高安全性、高能量密度和功率密度的需求。其中,集流體作為電池中不可或缺的組分扮演了極其重要的角色,其性能的好壞對整個電池性能的影響不可忽視。而傳統的金屬箔集流體由于較厚的金屬層的存在影響了電池的能量密度。與金屬材料相比,高分子材料具有更低的密度也兼具較高的機械強度,因此高分子材料的使用有望使電池的性能在能量密度等方面獲得性能上的突破。
2、另外,傳統的金屬箔集流體由純金屬組成,具有脆性及韌性較低的特性,致使其用在鋰離子電池電極材料在生產過程中的涂布、輥壓、烘干、切片等受熱和張力環境下的工藝流程中,容易發生斷裂、破邊等問題,以此易造成材料浪費,產品一致性差,降低生產效率影響。同時純金屬集流體出于成本、安全、能量密度等多方面關鍵因素考慮都已不是最佳應用載體。近年來,有不少研究開始著力于將輕型的柔性金屬/塑料復合薄膜材料替代傳統金屬集流體,以此實現鋰電池更高安全、更高體積能量密度和質量能量密度。目前,聚合物基材的復合箔已得到廣泛研究并已應用于量產。
3、由于復合集流體在鋰電池中受電解液接觸,當鋰電池循環使用多次后,復合集流體中的基材部分容易受到鋰電池中其他物質的腐蝕,進而影響鋰電池的使用壽命。
4、相較于復合集流體不同層的導電層在層與層之間的耐腐蝕性改進,這類對于集流體膜層正面的耐腐蝕改進更為容易,而對于各層導電層來說,受電
5、因此,亟需一種可提升側面抗腐蝕性能的集流體結構。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種柔性納米復合集流體及其制備方法、鋰離子電池,以解決現有集流體側面抗腐蝕能力差的問題。
2、為了解決上述技術問題,本專利技術提供了一種柔性納米復合集流體,包括:基材層,其具有相對設置的第一表面和第二表面;第一導電層,分別沉積有若干層在所述基材層的第一表面和第二表面;第二導電層,設置在所述第一導電層的兩側;其中位于兩側的所述第二導電層的材料與所述第一導電層的材料為異種材料。
3、進一步的,所述基材層為雙向拉伸聚丙烯薄膜、流延聚丙烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、聚酰亞胺薄膜或聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜中的任意一種;所述基材層的厚度為3~20μm。
4、進一步的,所述第一導電層為鋁或銅。
5、進一步的,所述第二導電層為鋁、銅、鎳、鈦、銀、金、鈷、鉻、鉬、鎢、不銹鋼中的至少一種。
6、進一步的,所述第一導電層和第二導電層的厚度為100nm~3μm。
7、進一步的,位于同層的兩側所述第二導電層的寬度之和與所述第一導電層的寬度之比為0.02~1。
8、進一步的,不同層的所述第二導電層相鄰設置。
9、進一步的,不同層的所述第二導電層通過所述第一導電層間隔設置。
10、又一方面,本專利技術還提供了一種如前所述的柔性納米復合集流體的制備方法,包括如下步驟:步驟s1,預處理基材層;步驟s2,采用磁控濺射工藝或蒸發鍍工藝在基材層的表面沉積若干層的第一導電層和第二導電層,得到柔性納米復合集流體;其中所述磁控濺射工藝采用中間異性結構靶材;所述蒸發鍍工藝中蒸發舟或蒸發絲采用的中間材料與兩側材料不同。
11、第三方面,本專利技術還提供了一種鋰離子電池,采用如前所述的柔性納米復合集流體,所述柔性納米復合集流體的剝離力不低于1.8n/cm;所述柔性納米復合集流體在電解液中浸泡120h后的附著力不低于1.5n/cm。
12、本專利技術的有益效果是,本專利技術的柔性納米復合集流體及其制備方法、鋰離子電池通過在集流體的不同端點使用不同金屬材料,利用納米級工藝形成柔性復合集流體,采用磁控濺射工藝或蒸發鍍工藝可使同層異種材料間在垂直面形成高致密度的混合區,從而起到優于單一金屬的耐腐蝕效果,有效提升了膜層整體耐腐蝕性能,進而也提升了膜層的耐電解液性能,同時也提升了集流體極耳焊接的相容性和穩定性,間接提升了鋰電池的循環壽命。
13、本專利技術的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點在說明書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
14、為使本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,并配合所附附圖,作詳細說明如下。
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1.一種柔性納米復合集流體,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述的柔性納米復合集流體,其特征在于,
3.如權利要求1所述的柔性納米復合集流體,其特征在于,
4.如權利要求1所述的柔性納米復合集流體,其特征在于,
5.如權利要求1所述的柔性納米復合集流體,其特征在于,
6.如權利要求1所述的柔性納米復合集流體,其特征在于,
7.如權利要求1所述的柔性納米復合集流體,其特征在于,
8.一種如權利要求1-7任一項所述的柔性納米復合集流體的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
9.一種鋰離子電池,采用如權利要求1-7任一項所述的柔性納米復合集流體,其特征在于,
【技術特征摘要】
1.一種柔性納米復合集流體,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述的柔性納米復合集流體,其特征在于,
3.如權利要求1所述的柔性納米復合集流體,其特征在于,
4.如權利要求1所述的柔性納米復合集流體,其特征在于,
5.如權利要求1所述的柔性納米復合集流體,其特征在于,
【專利技術屬性】
技術研發人員:翟懷倫,趙錦玲,曾金棟,
申請(專利權)人:江蘇三層科技有限公司,
類型:發明
國別省市:
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