一种锂离子电池用集流体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池用集流体的制备方法，包括如下步骤：(1)按1：（1‑9）的摩尔比例分别配制多金属氧酸锂盐溶液和导电聚合物单体溶液；(2)将铝箔的一面用绝缘布覆盖，另一面连接直流电源的负极，直流电源的正极接对电极，并将两电极置于配制好的导电聚合物单体溶液中；(3)打开直流电源、通电，并将配制的多金属氧酸锂盐溶液加入导电聚合物单体溶液，在室温下反应1‑24小时，然后用蒸馏水和酒精洗涤电镀后的铝箔，再将洗涤后的铝箔置于40‑200℃干燥箱中干燥2‑10小时，得集流体，其提高了锂离子传输特性，通过导电聚合物提高了电子的传输特性，满足了复合材料对锂离子传输和电子传输的双重要求。

Method for preparing fluid collection for lithium ion battery

The invention discloses a preparation method of lithium-ion battery by the collector, which comprises the following steps: (1) to 1 (1: 9) the molar ratio were prepared polyoxometallic acid lithium salt solution and conductive polymer monomer solution; (2) the foil side insulating cloth cover, another DC power supply is connected to the cathode surface, the electrode connected to the positive terminal of the DC power supply, and the two electrode in good preparation of conductive polymer monomer solution; (3) open the DC power supply, electricity, polyoxometalates and lithium salt solution prepared by adding conductive polymer monomer solution, 1 reaction at room temperature for 24 hours then, with distilled water and alcohol washing after plating of aluminum foil and aluminum foil after washing in 40 200 C in the drying box drying 2 10 hours, to the collector, improve the transmission characteristics of lithium ion conductive polymer, by improving the electronic transmission The characteristics meet the dual requirements of the composite materials for lithium ion transport and electron transport.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用集流体的制备方法
本专利技术涉及锂电池
，尤其涉及一种锂离子电池用集流体的制备方法。
技术介绍
锂电池作为一种有效的能量转换和能量存储设备，自专利技术以来一直倍受到关注，其工作电压高、能量密度大、比能量高、比功率大、放电平稳、无记忆效应等特点广泛应用于各种电子产品。虽然锂电池在3C产品中取得了很大成功，但其在动力应用和储能领域仍处于起步阶段，制约其发展的关键因素是复合材料，目前主要应用于动力和储能领域的正极材料是磷酸铁锂，磷酸铁锂相比于其它正极材料有热稳定性和安全性的优势，但由于其内部晶格限制，导电性较差，无法满足大电流充放电的需求，为了解决此类问题，主要从集流体入手。传统的锂离子电池集流体的处理方法，一般采用凹版印刷，即在集流体表面通过凹辊印刷一层碳材料，此方法只能针对电子传输的要求进行提升。本专利所陈述的电镀成膜处理集流体，在充放电过程中，锂离子在导电聚合物中传输的同时还可以在多金属氧酸锂盐的三维骨架中传导，提高了锂离子传输特性，又通过导电聚合物提高了电子的传输特性，满足了复合材料对锂离子传输和电子传输的双重要求。中国专利号为201510116174.9于2015.8.5公开了一种锂离子电池的制备方法，首先采用凹版印刷技术在网状铜箔/铝箔集流体表面涂覆一层复合纳米导电液，干燥完毕后再在其表面涂覆正负极浆料，之后采用冷热压辊压技术对极片进行辊压，之后再采用激光切片技术对其极片进行分切，并最后制备出锂离子电池。上述专利所采用的方法与锂电池界的主流凹版印刷方法类似，均是在集流体上涂敷一层导电物质，以提高电导率，此种方法可以用来弥补正极活性物自身导电性的不足，对其导电性有一定程度的提升，但只能提高电子的传输速度，无法提高锂电池内部锂离子的传输速度，对降低电池内阻和极化所起的作用有限。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种锂离子电池用集流体的制备方法，该方法制备的集流体在充放电过程中，锂离子在导电聚合物中传输的同时还可以在多金属氧酸锂盐的三维骨架中传导，提高了锂离子传输特性，又通过导电聚合物提高了电子的传输特性，满足了复合材料对锂离子传输和电子传输的双重要求。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种锂离子电池用集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按1：（1-9）的摩尔比例分别配制多金属氧酸锂盐溶液和导电聚合物单体溶液；(2)将铝箔的一面用绝缘布覆盖，另一面连接直流电源的负极，直流电源的正极接对电极，并将两电极置于配制好的导电聚合物单体溶液中；(3)打开直流电源、通电，并将配制的多金属氧酸锂盐溶液加入导电聚合物单体溶液，在室温下反应1-24小时，然后用蒸馏水和酒精洗涤电镀后的铝箔，再将洗涤后的铝箔置于40-200℃干燥箱中干燥2-10小时，制得所述集流体。所述步骤(3)中通电的电流范围0.1mA至100mA，电压范围1V-10V。所述导电聚合物单体为：聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩中的一种或者多种的混合。所述多金属氧酸锂盐为包括Li3XY12O40，Li4XY12O40中的一种或者多种的混合；X指P、Si两种元素中任意一种；Y指Mo、W两种元素中任意一种。本专利技术具有以下优点：本专利技术通过直流电源提供电流采用电镀的方法在在铝箔表面上成膜；聚合物包括：聚苯胺(PAN)、聚吡咯(PPY)；多金属氧酸锂盐包括Li3XY12O40，Li4XY12O40，X指P、Si两种元素中任意一种；Y指Mo、W两种元素中任意一种，。聚合物采用多金属氧酸锂盐在电镀的环境下氧化聚合单体合成。由于多金属氧酸锂盐Li3XY12O40，Li4XY12O40具有三维骨架结构，锂离子能在多金属氧酸锂盐的三维骨架中传导，经过电镀成膜后，多金属氧酸锂盐附在导电聚合物中。在充放电过程中，锂离子在导电聚合物中传输的同时还可以在多金属氧酸锂盐的三维骨架中传导，提高了锂离子传输特性，又通过导电聚合物提高了电子的传输特性，满足了复合材料对锂离子传输和电子传输的双重要求。具体实施方式实施例1按1：4的摩尔比例分别配制多金属氧酸锂盐溶液和苯胺单体溶液，将集流体铝箔的单面用绝缘胶布覆盖，另一面连接直流电源负极，直流电源正极接对电极，并将两电极置于配制好的导电聚合物单体溶液中，将配好的多金属氧酸锂盐Li3PMo12O40溶液缓缓逐滴加入苯胺溶液中，同时打开直流电源开关，开始通电，电流0.5mA，电压范围1.5V，在室温下反应16小时，然后用蒸馏水和酒精反复洗涤电镀后的集流体，直到滤液无色为止，将电镀后的集流体置于40-200℃真空干燥箱中干燥2-10小时，备用。将经处理后的集流体用于组装成电池进行测试，所用电池为：正极浆料：磷酸铁锂含量91%、导电碳黑含量5％、粘结剂PVDF4％、NMP溶剂。按以上比例将正极各组分搅拌均匀形成正极浆料，并将配制好的浆料涂布在经电镀处理后的铝箔集流体上。负极浆料：活性物质石墨含量93％、导电碳黑含量3％、粘结剂PVDF4％、去离子水。按以上比例将负极各组分搅拌均匀形成负极浆料，并将配制好的浆料涂布在15um厚度铜箔集流体上。后经冷压，裁片，叠片等电池制作工序制备成20Ah容量的电池。检测方法：将所制备电池满充电，用交流内阻测试仪检测电池的内阻。实施例2按1：3的摩尔比例分别配制多金属氧酸锂磷钨酸锂Li3PW12O40溶液和吡咯单体溶液，将集流体铝箔的单面用绝缘胶布覆盖，另一面连接直流电源负极，直流电源正极接对电极，并将两电极置于配制好的导电聚合物单体溶液中，将配好的多金属氧酸锂盐换成磷钨酸锂Li3PW12O40溶液缓缓逐滴加入吡咯溶液中，同时打开直流电源开关，开始通电，电流50mA，电压范围5V，在室温下反应8-10小时，然后用蒸馏水和酒精反复洗涤电镀后的集流体，直到滤液无色为止，将电镀后的集流体置于40-200℃真空干燥箱中干燥2-10小时，备用。电池制作步骤及测试方法同实施例1。实施例3按1：9的摩尔比例分别配制多金属氧酸锂硅钨酸锂Li4SiW12O40溶液和吡咯单体溶液，将集流体铝箔的单面用绝缘胶布覆盖，另一面连接直流电源负极，直流电源正极接对电极，并将两电极置于配制好的导电聚合物单体溶液中，将配好的多金属氧酸锂盐换成硅钨酸锂Li4SiW12O40溶液缓缓逐滴加入吡咯溶液中，同时打开直流电源开关，开始通电，电流100mA，电压范围10V，在室温下反应8-10小时，然后用蒸馏水和酒精反复洗涤电镀后的集流体，直到滤液无色为止，将电镀后的集流体置于40-200℃真空干燥箱中干燥2-10小时，备用。电池制作步骤及测试方法同实施例1。实施例4按1：4的摩尔比例分别配制多金属氧酸锂Li3PMo12O40溶液和吡咯单体溶液，将集流体铝箔的单面用绝缘胶布覆盖，另一面连接直流电源负极，直流电源正极接对电极，并将两电极置于配制好的导电聚合物单体溶液中，将配好的多金属氧酸锂盐Li3PMo12O40溶液缓缓逐滴加入吡咯溶液中，同时打开直流电源开关，开始通电，电流60mA，电压范围4V，在室温下反应10-24小时，然后用蒸馏水和酒精反复洗涤电镀后的集流体，直到滤液无色为止，将电镀后的集流体置于40-200℃真空干燥箱中干燥2-10小时，备用。电池制作步骤及测试方法同实施例1。实施例5按1：9的摩尔比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池用集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1) 按1：（1‑9）的摩尔比例分别配制多金属氧酸锂盐溶液和导电聚合物单体溶液；(2) 将铝箔的一面用绝缘布覆盖，另一面连接直流电源的负极，直流电源的正极接对电极，并将两电极置于配制好的导电聚合物单体溶液中；(3) 打开直流电源、通电，并将配制的多金属氧酸锂盐溶液加入导电聚合物单体溶液，在室温下反应1‑24小时，然后用蒸馏水和酒精洗涤电镀后的铝箔，再将洗涤后的铝箔置于40‑200℃干燥箱中干燥2‑10小时，制得所述集流体。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按1：（1-9）的摩尔比例分别配制多金属氧酸锂盐溶液和导电聚合物单体溶液；(2)将铝箔的一面用绝缘布覆盖，另一面连接直流电源的负极，直流电源的正极接对电极，并将两电极置于配制好的导电聚合物单体溶液中；(3)打开直流电源、通电，并将配制的多金属氧酸锂盐溶液加入导电聚合物单体溶液，在室温下反应1-24小时，然后用蒸馏水和酒精洗涤电镀后的铝箔，再将洗涤后的铝箔置于40-200℃干燥箱中干燥2-10小时，制得所述集流体。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖小东，王瑨，黄兴兰，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51