一种涂炭箔的制备方法及锂离子电池技术

本发明专利技术公开一种涂炭箔的制备方法，先将碳纳米管、分散剂和有机溶剂按质量比1:(0.01～0.4):(3～100)混合进行预分散并制成碳纳米管导电浆料；再向碳纳米管导电浆料中添加石墨烯并进行分散处理，然后加入粘接剂进行搅拌并制成均匀的碳纳米管/石墨烯复合导电浆料；最后将碳纳米管/石墨烯复合导电浆料均匀的涂覆在所述箔层的一侧或双侧以形成含碳复合层，然后将涂覆有含碳复合层的箔层在真空中干燥后经滚压制成涂炭箔。本发明专利技术还提供一种用上述方法制成的涂炭箔制作正极片与负极片的锂离子电池。与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果在于：通过涂炭箔有效降低锂离子电池的内阻，并有效提高锂离子电池的容量、6C充电恒流比及循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种涂炭箔的制备方法及锂离子电池
本专利技术涉及电池
，具体的涉及一种涂炭箔的制备方法及锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池因具有能量密度较大、循环性能较好、重量轻等众多优点，已广泛应用于3C数码、电动汽车、储能等方面。其中，高安全、长寿命、高能量密度和功率密度等均是锂离子电池的重点发展方向。通常锂离子电池的正极片与负极片分别采用为铝箔与铜箔作为集流体，并在集流体上涂覆含有活性正负材料、导电剂、粘结剂等的混合浆料制成，然后与隔膜、壳体、电解液等共同组装成锂离子电池。然而，这样制成的锂离子电池的活性材料层与集流体之间接触不牢，并导致接触电阻过大。为改善上述问题，目前是在铝箔或铜箔表面涂覆一层纯炭黑、导电石墨等碳材料来降低接触电阻，但导电性能不高。鉴于此，实有必要提供一种新型的涂炭箔的制备方法及锂离子电池以克服现有技术的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种涂炭箔的制备方法，并将使用该方法制成的涂炭箔制作锂离子电池的正极片与负极片。为了实现上述目的，本专利技术提供一种涂炭箔的制备方法，包括以下步骤：S1：将碳纳米管、分散剂和有机溶剂按质量比1:(0.01～0.4):(3～100)混合进行预分散并制成碳纳米管导电浆料；S2：向碳纳米管导电浆料中添加石墨烯并进行分散处理，然后加入粘接剂进行搅拌并制成均匀的碳纳米管/石墨烯复合导电浆料，石墨烯与碳纳米管的质量比为(0.2～0.6):1，碳纳米管/石墨烯复合导电浆料的粘度为500～5000mPa·s；S3：将碳纳米管/石墨烯复合导电浆料均匀的涂覆在所述箔层的一侧或双侧以形成含碳复合层，且含碳复合层的涂覆厚度为0.2～20μm，然后将涂覆有含碳复合层的箔层在温度为90～130℃的真空中干燥后经滚压制成涂炭箔。作为本专利技术涂炭箔的制备方法的一种改进，所述碳纳米管导电浆料的预分散时间为0.5～2小时，所述碳纳米管/石墨烯复合导电浆料的分散时间为0.2～1小时，所述碳纳米管/石墨烯复合导电浆料的搅拌时间为0.5～2小时。作为本专利技术涂炭箔的制备方法的一种改进，所述箔层采用纯度为95wt％～100wt％的铜箔或纯度为95wt％～100wt％的铝箔制成，且所述箔层的厚度为6～50μm。作为本专利技术涂炭箔的制备方法的一种改进，所述碳纳米管为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或两种，所述碳纳米管的直径为5～1000nm，长度为0.2～30μm。作为本专利技术涂炭箔的制备方法的一种改进，所述石墨烯为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯中的一种或多种，所述石墨烯呈片状且大小为0.1～30μm，比表面积≥50m2/g。作为本专利技术涂炭箔的制备方法的一种改进，所述分散剂为聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚环氧乙烷醚、聚丙烯酸胺及其衍生物中的一种或多种。作为本专利技术涂炭箔的制备方法的一种改进，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、碳酸二丁酯、碳酸二甲酯、碳酸乙丙酯、异丙醇、丙二醇甲醚、碳酸亚乙烯酯中的一种或多种。作为本专利技术涂炭箔的制备方法的一种改进，所述粘结剂为聚丙烯酸钠、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇中的一种或多种。本专利技术还提供一种锂离子电池，包括电芯及封装所述电芯的壳体，所述电芯由正极片、负极片及隔膜叠加后卷绕形成，所述正极片包括正极集流层及覆盖所述正极集流层的正极活性层，所述负极片包括负极集流层及覆盖所述负极集流层的负极活性层，所述正极集流层与所述负极集流层均为由上述涂炭箔的制备方法制成的涂炭箔。与现有技术相比，本专利技术提供的涂炭箔的制备方法及锂离子电池的有益效果在于：通过涂炭箔有效降低锂离子电池的内阻，并有效提高锂离子电池的容量、6C充电恒流比及循环寿命。【附图说明】图1为本专利技术提供的锂离子电池的剖视；图2为图1所示正极片、负极片及隔膜叠加后的剖视图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并不是为了限定本专利技术。本专利技术提供一种涂炭箔的制备方法，所述涂炭箔的制备方法，包括以下步骤：S1：将碳纳米管、分散剂和有机溶剂按质量比1:(0.01～0.4):(3～100)混合进行预分散并制成碳纳米管导电浆料；所述碳纳米管导电浆料的预分散时间为0.5～2小时，所述碳纳米管为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或两种，所述碳纳米管的直径为5～1000nm，长度为0.2～30μm。所述分散剂为聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚环氧乙烷醚、聚丙烯酸胺及其衍生物中的一种或多种。所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、碳酸二丁酯、碳酸二甲酯、碳酸乙丙酯、异丙醇、丙二醇甲醚、碳酸亚乙烯酯中的一种或多种。S2：向碳纳米管导电浆料中添加石墨烯并进行分散处理，然后加入粘接剂进行搅拌并制成均匀的碳纳米管/石墨烯复合导电浆料，石墨烯与碳纳米管的质量比为(0.2～0.6):1，碳纳米管/石墨烯复合导电浆料的粘度为500～5000mPa·s；所述碳纳米管/石墨烯复合导电浆料的分散时间为0.2～1小时，所述碳纳米管/石墨烯复合导电浆料的搅拌时间为0.5～2小时，所述石墨烯为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯中的一种或多种，所述石墨烯呈片状且大小为0.1～30μm，比表面积≥50m2/g。所述粘结剂为聚丙烯酸钠、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇中的一种或多种。S3：将碳纳米管/石墨烯复合导电浆料均匀的涂覆在所述箔层的一侧或双侧以形成含碳复合层，且含碳复合层的涂覆厚度为0.2～20μm，然后将涂覆有含碳复合层的箔层在温度为90～130℃的真空中干燥后经滚压制成涂炭箔。所述箔层采用纯度为95wt％～100wt％的铜箔或纯度为95wt％～100wt％的铝箔制成，且所述箔层的厚度为6～50μm。可以理解的是，采用铜箔制成的涂炭箔为涂炭铜箔，采用铝箔制成的涂炭箔为涂炭铝箔。可以理解的是，所述含碳复合层中的碳纳米管及石墨烯经分散和搅拌构成交织的导电网络以提高导电性能，且含碳复合层覆盖整个箔层有效提高了箔层的抗腐蚀能力。请参考图1及图2，本专利技术还提供一种锂离子电池100，所述锂离子电池100包括电芯10及封装所述电芯10的壳体20，所述电芯10由正极片101、负极片102及隔膜103叠加后卷绕形成。所述正极片101包括正极集流层1011及覆盖所述正极集流层1011的正极活性层1012，所述负极片102包括负极集流层1021及覆盖所述负极集流层1021的负极活性层1022，所述正极集流层1011与所述负极集流层1021均为用本专利技术涂炭箔的制备方法制成的涂炭箔。本专利技术提供的实施例1，取1份重量的聚乙烯基吡咯烷酮(即分散剂)、10份重量的碳纳米管加入到500份重量的N-甲基吡咯烷酮(即有机溶剂)中高速分散50分钟，制成碳纳米管导电浆料，然后向已制成的碳纳米管导电浆料中加入3份重量的石墨烯，搅拌分散30分钟，最后加入聚丙烯酸钠(即粘接剂)搅拌40分钟制成碳纳米管/石墨烯复合导电浆料，再将碳纳米管/石墨烯复合导电浆料均匀的涂覆在12μm厚的铝箔表面上，涂覆厚度为2μm，在110℃的烘箱中真空干燥后即得涂碳铝箔。按照质量比LiFePO4:SP:KS-6:PVDF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂炭箔的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将碳纳米管、分散剂和有机溶剂按质量比1:(0.01～0.4):(3～100)混合进行预分散并制成碳纳米管导电浆料；S2：向碳纳米管导电浆料中添加石墨烯并进行分散处理，然后加入粘接剂进行搅拌并制成均匀的碳纳米管/石墨烯复合导电浆料，石墨烯与碳纳米管的质量比为(0.2～0.6):1，碳纳米管/石墨烯复合导电浆料的粘度为500～5000mPa·s；S3：将碳纳米管/石墨烯复合导电浆料均匀的涂覆在所述箔层的一侧或双侧以形成含碳复合层，且含碳复合层的涂覆厚度为0.2～20μm，然后将涂覆有含碳复合层的箔层在温度为90～130℃的真空中干燥后经滚压制成涂炭箔。

【技术特征摘要】
1.一种涂炭箔的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将碳纳米管、分散剂和有机溶剂按质量比1:(0.01～0.4):(3～100)混合进行预分散并制成碳纳米管导电浆料；S2：向碳纳米管导电浆料中添加石墨烯并进行分散处理，然后加入粘接剂进行搅拌并制成均匀的碳纳米管/石墨烯复合导电浆料，石墨烯与碳纳米管的质量比为(0.2～0.6):1，碳纳米管/石墨烯复合导电浆料的粘度为500～5000mPa·s；S3：将碳纳米管/石墨烯复合导电浆料均匀的涂覆在所述箔层的一侧或双侧以形成含碳复合层，且含碳复合层的涂覆厚度为0.2～20μm，然后将涂覆有含碳复合层的箔层在温度为90～130℃的真空中干燥后经滚压制成涂炭箔。2.根据权利要求1所述的涂炭箔的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管导电浆料的预分散时间为0.5～2小时，所述碳纳米管/石墨烯复合导电浆料的分散时间为0.2～1小时，所述碳纳米管/石墨烯复合导电浆料的搅拌时间为0.5～2小时。3.根据权利要求1所述的涂炭箔的制备方法，其特征在于：所述箔层采用纯度为95wt％～100wt％的铜箔或纯度为95wt％～100wt％的铝箔制成，且所述箔层的厚度为6～50μm。4.根据权利要求1所述的涂炭箔的制备方法，其特征在于：所述碳纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：容亮斌，朱丹，张国恒，周颖，许辉，饶睦敏，李金林，李路伟，
申请(专利权)人：深圳市沃特玛电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44