本发明专利技术提供一种复合铝箔集流体，该复合铝箔集流体包括铝箔层和碳量子点涂层，铝箔层的至少一个表面上设置有碳量子点涂层，碳量子点涂层中含有碳量子点，碳量子点的表面被氨基修饰。本发明专利技术通过引入表面含有氨基的碳量子点，一方面能够增强铝箔的防腐蚀性能，另一方面能够增强铝箔的导电性能，从而使得所制备的复合铝箔集流体具备良好的循环稳定性。所引入的碳量子点由于其表面含有氨基基团，能够稳定锂离子电池在使用过程中产生的氢氟酸和水，防止氢氟酸和水对材料的破坏，进而增强铝箔的防腐蚀性能，延长电芯的循环寿命。延长电芯的循环寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种复合铝箔集流体及应用其的正极片、电池
[0001]本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种复合铝箔集流体及应用其的正极片、电池。
技术介绍
[0002]目前，全球已经入新能源时代，汽车电动化的趋势已不可逆转，锂离子电池作为三电中重要的一环，已得到了强有力的发展。目前锂电池正极用的箔材为光面铝箔或者是涂碳铝箔，这两种基本能满足常规锂离子电池的性能需求。但对于需要长循环寿命的电芯而言，随着循环次数的增加，电解液会逐渐分解，产生氢氟酸，腐蚀铝箔，致使电极结构破坏，影响电芯循环寿命。
技术实现思路
[0003]为了增强铝箔的防腐蚀性能，提高电芯的循环寿命，本专利技术的目的在于提供一种复合铝箔集流体及应用其的正极片、电池。
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供一种复合铝箔集流体，复合铝箔集流体包括铝箔层和碳量子点涂层，铝箔层的至少一个表面上设置有碳量子点涂层，碳量子点涂层中含有碳量子点，碳量子点的表面被氨基修饰。本专利技术通过引入表面含有氨基的碳量子点，一方面能够增强铝箔的防腐蚀性能，另一方面能够增强铝箔的导电性能，从而使得所制备的复合铝箔集流体具备良好的循环稳定性。所引入的碳量子点由于其表面含有氨基基团，能够稳定锂离子电池在使用过程中产生的氢氟酸和水，防止氢氟酸和水对材料的破坏，进而增强铝箔的防腐蚀性能，延长电芯的循环寿命。
[0005]优选地，碳量子点的制备方法包括：利用水热反应制备碳量子点，其中，碳量子点的原料中包括含氮碳源。上述含氮碳源指的是化学组成中含有氮元素的碳源，在水热反应中，原料中的碳源生成碳量子点，而原料中含氮碳源中的氮元素则为用于修饰碳量子点的氨基提供氮源。
[0006]优选地，水热反应的反应温度为180～220℃，反应时间为10～15小时。例如，水热反应的反应温度为180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃或220℃等；反应时间为10小时、10.5小时、11小时、11.5小时、12小时、12.5小时、13小时、13.5小时、14小时、14.5小时或15小时等。
[0007]优选地，水热反应的反应温度为200℃。
[0008]优选地，含氮碳源包括乙二胺、甲酰胺中的至少一种。
[0009]优选地，用于制备碳量子点的原料还包括柠檬酸。
[0010]优选地，用于制备碳量子点的溶液包括乙二胺和柠檬酸，按照质量比计算，乙二胺：柠檬酸＝1～2：1～2。例如，乙二胺：柠檬酸＝1：1、乙二胺：柠檬酸＝1：1.5、乙二胺：柠檬酸＝1：2、乙二胺：柠檬酸＝1.5：1、乙二胺：柠檬酸＝1.5：1.5、乙二胺：柠檬酸＝1.5：2、乙二胺：柠檬酸＝2：1、乙二胺：柠檬酸＝2：1.5或乙二胺：柠檬酸＝2：2等。
[0011]优选地，用于制备碳量子点的溶液包括乙二胺和柠檬酸，按照质量比计算，乙二胺：柠檬酸＝1:1。
[0012]优选地，在进行水热反应之前，将用于制备碳量子点的原料溶于水配成浓度为0.3～1mol/L的原料溶液，然后将原料溶液混合形成反应物混合液，接着是反应物混合液发生水热反应制备碳量子点。例如，原料溶液的浓度为0.3mol/L、0.35mol/L、0.4mol/L、0.45mol/L、0.5mol/L、0.55mol/L、0.6mol/L、0.65mol/L、0.7mol/L、0.75mol/L、0.8mol/L、0.85mol/L、0.9mol/L、0.95mol/L或1mol/L等。
[0013]优选地，在碳量子点涂层中，碳量子点的面密度为0.5～2g/m2。由此，碳量子点涂层能够提供数量足够的碳量子点，从而既能够有效地提高集流体的电导率也不至于由于碳量子点涂层的设置而导致集流体过厚。例如，碳量子点的面密度为0.5g/m2、0.55g/m2、0.6g/m2、0.65g/m2、0.7g/m2、0.75g/m2、0.8g/m2、0.85g/m2、0.9g/m2、0.95g/m2、1g/m2、1.05g/m2、1.1g/m2、1.15g/m2、1.2g/m2、1.25g/m2、1.3g/m2、1.35g/m2、1.4g/m2、1.45g/m2、1.5g/m2、1.55g/m2、1.6g/m2、1.65g/m2、1.7g/m2、1.75g/m2、1.8g/m2、1.85g/m2、1.9g/m2、1.95g/m2或2g/m2等。
[0014]优选地，在碳量子点涂层中，碳量子点所占的质量百分比为5～20wt％。例如，在碳量子点涂层中，碳量子点所占的质量百分比为5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％或20wt％等。
[0015]优选地，碳量子点涂层的厚度为1～2μm。当碳量子点涂层的厚度太小时，对铝箔起到明显的抗腐效果；而当其厚度太大时，则影响碳量子点涂层的贴合效果。例如，碳量子点涂层的厚度为1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm或2μm等。
[0016]优选地，碳量子点涂层还包括胶粘剂A，胶粘剂A的质量占碳量子点涂层的质量的80～95wt％。例如，在碳量子点涂层中，胶粘剂A所占的质量百分比为80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％或95wt％等。
[0017]优选地，胶粘剂A包括聚偏二氟乙烯。
[0018]优选地，碳量子点涂层的成型方法包括如下步骤：S1.将胶粘剂A与溶剂按照胶粘剂A：溶剂＝1～5:50的质量比混合配制含有胶粘剂A的浆液，将浆液加热到40～50℃，向其中加入碳量子点，然后继续保温1～3小时，形成碳量子点胶液；S2.通过涂布操作将碳量子点胶液涂覆在铝箔层的至少一个表面上，烘干，以在铝箔层的表面形成碳量子点涂层。按照上述方法成型碳量子点涂层过程中，碳量子点能够在碳量子点胶液中分散均匀，并利用涂布操作在铝箔表面形成厚薄一致的碳量子点涂层，且碳量子点涂层与铝箔具有较好的粘合作用。例如，胶粘剂A与溶剂的配比为胶粘剂A：溶剂＝1:50、胶粘剂A：溶剂＝2:50、胶粘剂A：溶剂＝3:50、胶粘剂A：溶剂＝4:50或胶粘剂A：溶剂＝5:50等；保温温度为40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃等；保温时间为1小时、1.5小时、2小时、2.5小时或3小时等。
[0019]优选地，溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0020]优选地，在碳量子点胶液中，碳量子点所占的质量百分比为0.5～1wt％。例如，碳量子点所占的质量百分比为0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.75wt％、0.8wt％、0.85wt％、0.9wt％、0.95wt％或1wt％等本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合铝箔集流体，其特征在于：所述复合铝箔集流体包括铝箔层和碳量子点涂层，所述铝箔层的至少一个表面上设置有所述碳量子点涂层，所述碳量子点涂层中含有碳量子点，所述碳量子点的表面被氨基修饰。2.如权利要求1所述复合铝箔集流体，其特征在于，所述碳量子点的制备方法包括：利用水热反应制备所述碳量子点，其中，制备所述碳量子点的原料中包括含氮碳源。3.如权利要求2所述复合铝箔集流体，其特征在于：所述水热反应的反应温度为180～220℃，反应时间为10～15小时。4.如权利要求3所述复合铝箔集流体，其特征在于：所述水热反应的反应温度为200℃。5.如权利要求4所述复合铝箔集流体，其特征在于：在所述碳量子点涂层中，所述碳量子点的面密度为0.5～2g/m2。6.如权利要求5所述复合铝箔集流体，其特征在于：在所述碳量子点涂层中，所述碳量子点涂层的厚度为1～2μm，所述碳量子点所占的质量百分比为5～20wt...
【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，朱伟华，魏海涛，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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