一种集流体及其制备方法、蓄电池技术

本发明专利技术公开了一种集流体及其制备方法、和蓄电池。本发明专利技术的集流体包括：铝箔、设置在铝箔第一表面和/或第二表面的氟化铝层、和设置在氟化铝层表面的聚多巴胺层。本发明专利技术的制备方法，包括步骤：S1:在铝箔的第一表面和/或第二表面设置氟化铝层；S2:在氟化铝层的表面设置聚多巴胺层。本发明专利技术的蓄电池包括本发明专利技术的集流体，具有良好的耐高温性能及耐腐蚀性能，因此大大提高了蓄电池的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种集流体及其制备方法、蓄电池
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种集流体及其制备方法、蓄电池。
技术介绍
近年来，多发生蓄电池着火事件，造成严重的经济损失。研究表明，电池在高温、短路等极端条件下，会引起电池热失控导致高温着火现象，从而造成安全性问题。其中，目前用于蓄电池的集流体的耐高温性能和耐腐蚀性能不是很好，直接影响到电池的安全问题，因此，研究和开发耐高温性能和耐腐蚀性能的集流体已成为可充电式蓄电池安全发展的关键所在。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种集流体，将本专利技术集流体应用于可充电式蓄电池，使其具有良好的耐高温和耐腐蚀性能，从而具有较高的安全性。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：根据本专利技术的一方面，提供了一种集流体，包括：铝箔、设置在铝箔第一表面和/或第二表面的氟化铝层、设置在氟化铝层表面的聚多巴胺层。可选地，根据本专利技术的集流体，所述聚多巴胺层的厚度为5～25nm。根据本专利技术的另一方面，提供了一种集流体的制备方法，其包括步骤：S1:在铝箔的第一表面和/或第二表面设置氟化铝层；S2:在所述氟化铝层的表面设置聚多巴胺层。可选地，根据本专利技术的制备方法，在步骤S1中，用氢氟酸水溶液对铝箔进行淋洗或浸泡，之后用水淋洗去除表面的氢氟酸水溶液，从而在铝箔的第一表面和/或第二表面设置氟化铝层。可选地，根据本专利技术的制备方法，所述氢氟酸水溶液的质量浓度为1％～10％。可选地，根据本专利技术的制备方法，在步骤S2中，将表面设置氟化铝层的铝箔浸入或淋洗碱性的多巴胺水溶液，反应后，取出，烘干，从而在所述氟化铝层的表面设置聚多巴胺层。可选地，根据本专利技术的制备方法，所述多巴胺在水溶液中质量浓度为0.5～3mg/L，所述多巴胺的水溶液的pH值为7.5～8.5。可选地，根据本专利技术的制备方法，所述多巴胺的水溶液采用三羟甲基氨基甲烷调节PH值为碱性。可选地，根据本专利技术的制备方法，反应时间为4～24h，烘干温度为80～120℃。根据本专利技术的另一方面，提供了一种蓄电池，所述蓄电池包括正极、负极、电解质，其中，所述正极和/或所述负极包括本专利技术的集流体，或所述正极和/或所述负极包括本专利技术制备方法得到的集流体。(三)有益效果本专利技术提供的集流体，包括氟化铝层，氟化铝层具备耐腐蚀性能，尤其具备耐氟化氢腐蚀的性能，因此使集流体具备了耐腐蚀的性能。在氟化铝层的表面设置了聚多巴胺层，进一步提高了集流体的耐腐蚀性能，并提高了集流体的耐高温性能。根据本专利技术的集流体的制备方法，可以制备出耐高温和耐腐蚀性能的集流体。本专利技术制备方法的反应条件温和，避免了使用有机溶剂对环境造成的污染，且操作简单，反应条件与改性过程易于控制。根据本专利技术的蓄电池，具有良好的耐高温和耐腐蚀性能，因此其具备良好的安全性能。附图说明图1为实施例4、5和对比例4和5的循环性能测试图；图2为对比例1的集流体的SEM照片；图3为对比例2的集流体的SEM照片；图4为对比例3中集流体的SEM照片。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本专利技术。以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施方式不能理解为限制本申请所要求保护的范围。根据本专利技术的一方面，提供了一种集流体，包括：铝箔、设置在铝箔第一表面和/或第二表面的氟化铝层、和设置在氟化铝层表面的聚多巴胺层。本专利技术提供的集流体，包括氟化铝层，氟化铝层具备耐腐蚀的性能，尤其具备防止氟化氢腐蚀的性能，因此使集流体具备了耐腐蚀的性能。在氟化铝层的表面设置了聚多巴胺层，进一步提高了集流体的耐腐蚀性能，并提高了集流体的耐高温性能。本专利技术提供的集流体，由于含有聚多巴胺层，其可耐230℃以上的高温；另外由于含有氟化铝层和聚多巴胺层，因此具有耐强腐蚀性能，尤其可以耐氢氟酸，因此提高了采用其的蓄电池的安全性能。根据本专利技术集流体的一种实施方式，聚多巴胺层的厚度为5～25nm。典型但非限制性地进一步优选6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm、20nm、21nm、22nm、23nm、24nm、和25nm。聚多巴胺层的厚度在5～25nm时，既可以使集流体的耐高温性能和耐腐蚀性能良好，又可以使集流体的其它性能保持良好。其中，氟化铝层在铝箔上一般来说设置量为0.2～0.4g/m2。根据本专利技术的另一方面，提供了一种集流体的制备方法，其包括步骤：S1:在铝箔的第一表面和/或第二表面设置氟化铝层；S2:在所述氟化铝层的表面设置聚多巴胺层。根据本专利技术的集流体的制备方法，可以制备出包括：铝箔、设置在铝箔第一表面和/或第二表面的氟化铝层、和设置在氟化铝层表面的聚多巴胺层。根据本专利技术的制备方法得到的集流体，由于含有氟化铝层和聚多巴胺层，因此具有耐高温性和耐腐蚀性能。本专利技术制备方法的反应条件温和，避免了使用有机溶剂对环境造成的污染，且操作简单，反应条件与改性过程易于控制。根据本专利技术的制备方法的一种实施方式，在步骤S1中，用氢氟酸水溶液对铝箔进行淋洗或浸泡，之后用水淋洗去除表面的氢氟酸水溶液，从而在铝箔的第一表面和/或第二表面设置氟化铝层。根据本专利技术的制备方法，铝箔的第一表面，和第二表面，是指铝箔中表面积最大的相对的两个表面，即可以用于涂覆活性物质的表面。其中当需要再铝箔的一面形成氟化铝层时，仅在其第一面淋洗氢氟酸水溶液；当需要两面形成氟化铝层时，在其两面均淋洗氢氟酸水溶液，或者将其浸泡在氢氟酸水溶液中，浸泡时间一般为5～30min。根据本专利技术制备方法的一种实施方式，氢氟酸水溶液的质量浓度为1％～10％。典型但非限制性的优选1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％。氢氟酸水溶液的质量浓度，是指质量百分比浓度。其质量百分比浓度在1％～10％的范围内时，既可以保证在铝箔的表面形成氟化铝层，又可以保证氢氟酸水溶液不会腐蚀铝箔至穿孔。且氢氟酸水溶液的浓度在1％～10％的范围内时，可以在铝箔上形成设置量在0.2～0.4g/m2的氟化铝层。其中，使用浓度为1％～10％的氢氟酸水溶液对铝箔进行淋洗，强酸溶液在铝箔表面产生一定的酸蚀作用形成氟化铝层，后经水淋去除表面的氢氟酸水溶液，反应原理如下：6HF+2AL＝3H2+2ALF3。根据本专利技术制备方法的一种实施方式，在步骤S2中，将表面设置氟化铝层的铝箔浸入碱性的多巴胺水溶液，反应后，取出，烘干，从而在氟化铝层的表面设置聚多巴胺层。在本专利技术制备方法中，采用多巴胺水溶液对表面生成有氟化铝层的铝箔进行处理，多巴胺的邻苯二酚基团在水溶液中被溶解氧化生成具有邻苯二醌的多巴胺醌化合物，多巴胺与多巴胺醌反应，耦合形成交联键，并在氟化铝膜层上形成致密的聚多巴胺层。该聚多巴胺层具有耐高温性能，并具有较强的耐腐蚀性能。当需要在集流体的两面均形成聚多巴胺层时，可以将S1步骤得到的铝箔浸泡在聚多巴胺水溶液中，或采用两面淋洗的方式；当仅需要在一面形成聚多巴胺层时，可以仅对一面采用淋洗的方式进行。根据本专利技术制备方法的一种实施方式，多巴胺在水溶液中质量浓度为0.5～3mg/L，多巴胺的水溶液的pH值为7.5～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集流体，其特征在于，包括：铝箔、设置在所述铝箔第一表面和/或第二表面的氟化铝层、设置在所述氟化铝层表面的聚多巴胺层。

【技术特征摘要】
1.一种集流体，其特征在于，包括：铝箔、设置在所述铝箔第一表面和/或第二表面的氟化铝层、设置在所述氟化铝层表面的聚多巴胺层。2.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述聚多巴胺层的厚度为5～25nm。3.一种集流体的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1:在铝箔的第一表面和/或第二表面设置氟化铝层；S2:在所述氟化铝层的表面设置聚多巴胺层。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，用氢氟酸水溶液对铝箔进行淋洗或浸泡，之后用水淋洗去除表面的氢氟酸水溶液，从而在铝箔的第一表面和/或第二表面设置氟化铝层。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氢氟酸水溶液的质量浓度为1％～10％。6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：范欢欢，孙敏敏，娄忠良，
申请(专利权)人：桑德集团有限公司，桑顿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：西藏,54