The invention discloses a lithium battery with a copper foil graphene composite cathode current collector and a preparation method thereof, belonging to the technical field of battery. The preparation method by chemical vapor deposition of graphene grown on copper foil surface directly coated with copper foil, composite Shi Moxi formed integration, improve the bonding strength between the fluid and the active substances, to prevent repeated expansion and set out the set of fluid and fluid, active substance combination more closely, thereby reducing the the interface resistance, improve the service life of the battery discharge properties and cycle. According to the invention, the preparation method of the copper foil graphene composite anode active material set between the fluid and the combined discharge properties of high strength, high battery and long cycle life.
【技术实现步骤摘要】
铜箔-石墨烯集流体及制备方法
本专利技术涉及电池
,具体的设计一种锂电池用铜箔-石墨烯复合负极集流体及其制备方法。
技术介绍
集流体是锂离子电池中不可或缺的组成部件之一,它不仅需要承载活性物质,而且还要将电极活性物质产生的电流汇集并输出。因而性能优良的集流体有利于降低锂离子电池的内阻,提高电池的库伦效率、循环稳定性、倍率性能和电池充/放电效率。理想的电池集流体应满足几个条件:较高的电导率和电化学稳定性、与电极活性物质有较好的相容性和较高的结合力、材料机械强度好、成本低、质量轻。但在实际应用过程中,不同的集流体材料仍存在诸多问题,不能完全满足上述多维度需求。由于铜箔作为正极集流体时在较高电位时易被氧化,而铝箔作为负极集流体时腐蚀问题则较为严重,通常锂离子电池采用铜箔作为负极集流体,而采用铝箔作为正极集流体。但刚性的金属集流体与电池活性材料颗粒间的接触面积有限,界面电阻较大,对于电池性能特别是大电流充放电条件下的性能存在负面影响;另外,由于金属集流体与活性材料之间的粘合强度有限,在持续的充放电过程中,温度反复变化,极易发生活性材料与集流体间的膨胀脱离,导致电池内阻进一步加大,使得电池的循环寿命和安全性能受到影响。因此,提高两者之间的结合强度是提升锂离子电池性能的重要手段。目前解决此问题的办法基本都是通过增加浆料粘结剂的用量、集流体表面化学腐蚀或者在集流体表面涂敷高导电的材料等方法来增加二者间的粘附能力。但是这些方法不可避免的会对电池性能造成一系列不良影响:包括电池内阻的增大、能量密度和功率密度的降低、循环使用寿命缩短、电池发热量上升等;化学腐蚀等特殊处理 ...
【技术保护点】
一种铜箔‑石墨烯复合负极集流体的制备方法,其特征在于:所述制备方法利用连续式化学气相沉积法制备,包括以下几个步骤:1)、铜箔在进料装置和出料装置的共同牵引驱动下进入高温反应设备(3);2)、向高温反应设备(3)内通入保护气体;3)、对高温反应设备(3)预升温,当高温反应设备(3)的反应室高温区(39)温度达到800℃‑1000℃时,向反应室高温区(39)内通入碳氢气体,铜箔经出料装置牵引出高温反应设备(3),得到铜箔‑石墨烯复合负极集流体。
【技术特征摘要】
1.一种铜箔-石墨烯复合负极集流体的制备方法,其特征在于:所述制备方法利用连续式化学气相沉积法制备,包括以下几个步骤:1)、铜箔在进料装置和出料装置的共同牵引驱动下进入高温反应设备(3);2)、向高温反应设备(3)内通入保护气体;3)、对高温反应设备(3)预升温,当高温反应设备(3)的反应室高温区(39)温度达到800℃-1000℃时,向反应室高温区(39)内通入碳氢气体,铜箔经出料装置牵引出高温反应设备(3),得到铜箔-石墨烯复合负极集流体。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中所述进料装置和出料装置分别为进料辊(2)和出料辊(5),所述进料辊(2)和出料辊(5)采用变频电机驱动,分别位于所述高温反应设备(3)的两侧。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中所述高温反应设备(3)包括石墨炉管(38)、感应加热圈(37)、反应室和保护气封装置(31);所述反应室位于高温反应设备(3)的内部中心位置且向高温反应设备(3)的两侧延伸,所述保护气封装置(31)位于反应室的两端延伸段内部;所述石墨炉管(38)位于高温反应设备(3)内部且均布在反应室的外围;所述感应加热圈(37)均匀环绕在石墨炉管(38)的外围,用于加热石墨炉管(38)。4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述高温反应设备(3的外部还包括冷却水套(4),所述冷却水套(4)两端部分别设有冷却水套入口(41)和冷却水套出口(42),其中冷却水套入口(41)位于冷却水套(4)的底部,冷却水套出口(42)位于冷却...
【专利技术属性】
技术研发人员:王红飞,张洪,白彬,张遂超,朱忠洲,李海龙,
申请(专利权)人:张洪,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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