一种含硬磁材料的集流体及其电池制造技术

一种含硬磁材料的集流体及其电池，所述集流体的至少一个表面依次设有硬磁层、导电层。通过涂覆导电层来降低碱金属的沉积过电位，通过磁化集流体来诱导碱金属离子的均匀沉积，制得的集流体可有效改善电池的首效及循环性能。得的集流体可有效改善电池的首效及循环性能。得的集流体可有效改善电池的首效及循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种含硬磁材料的集流体及其电池


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种含硬磁材料的集流体及其电池。

技术介绍

[0002]随着移动设备功能的不断丰富，用电器对电能的消耗也与日俱增，对高能量密度锂离子电池的需求也在逐渐增加，高比能负极材料如锂金属负极和硅负极受到较大的关注。但是锂的不均匀沉积带来的枝晶问题以及硅负极的体积效应带来的性能影响均限制了它们的发展，钠离子电池也存在上述同样的问题。
[0003]无负极碱金属离子电池具有诸多优点，如提高了体积能量密度，成本低，且无需考虑正负极容量匹配问题，负极制备流程简单等优点。由于碱金属具有极高的反应活性，这就导致了无负极碱金属电池在充放电循环过程中面临着大量的活性锂的消耗，这不仅来源于充电过程中沉积的碱金属与有机电解液的大量副反应，也来源于发生在负极的不均匀地碱金属沉积/溶解问题，这就导致了无负极碱金属电池通常面临着较差的循环稳定性问题。
[0004]因此，负极集流体存在的上述问题是本领域技术人员咎待解决的问题。

技术实现思路

[0005]根据第一方面，在一实施例中，提供一种电极，包括：集流体，所述集流体的至少一个表面依次设有硬磁层、导电层。
[0006]根据第二方面，在一实施例中，提供一种第一方面任意一项所述电极的制备方法，包括：
[0007]提供集流体，在所述集流体的至少一个表面依次形成硬磁层、导电层，制得所述电极。
[0008]根据第三方面，在一实施例中，提供一种电池，包含第一方面任意一项所述的电极。
[0009]在一实施例中，通过涂覆导电层来降低碱金属的沉积过电位，通过磁化集流体来诱导碱金属离子的均匀沉积，制得的集流体可有效改善电池的首效及循环性能。
附图说明
[0010]图1为一种实施例的的电极结构示意图。
[0011]标号说明
[0012]1、集流体
[0013]2、硬磁层
[0014]3、导电层
具体实施方式
[0015]下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。在以下的实施方式
中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
[0016]另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
[0017]本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。
[0018]根据第一方面，在一实施例中，提供一种集流体，所述集流体的至少一个表面依次设有硬磁层、导电层。
[0019]在一实施例中，所述集流体包括箔材。
[0020]在一实施例中，所述箔材为铜箔、铝箔、复合铜箔、复合铝箔、多孔铜箔、多孔铝箔中的任意一种。
[0021]在一实施例中，所述硬磁层选自稀土硬磁材料、金属硬磁材料、铁氧类硬磁材料中的至少一种。
[0022]在一实施例中，所述硬磁层选自Nd
‑
Fe
‑
B。
[0023]在一实施例中，所述导电层选自石墨烯、石墨、软碳、硬碳中的任意一种。
[0024]在一实施例中，每一所述硬磁层的厚度为0.05μm～5μm。
[0025]在一实施例中，每一所述硬磁层的厚度为0.5μm～1.5μm。
[0026]在一实施例中，每一所述导电层的厚度为3μm～10μm。
[0027]在一实施例中，所述集流体的两个表面均依次设有硬磁层、导电层。
[0028]根据第二方面，在一实施例中，提供一种电极，其特征在于，所述电极包含如第一方面任意一项所述集流体。
[0029]在一实施例中，所述电极为负极。
[0030]根据第三方面，在一实施例中，提供一种电池，包含第一方面任意一项所述的集流体，或第二方面任意一项所述电极。
[0031]在一实施例中，所述电池包括离子电池。
[0032]在一实施例中，所述离子电池包括碱金属离子电池。
[0033]在一实施例中，所述碱金属离子电池包括无负极碱金属离子电池。
[0034]根据第四方面，在一实施例中，提供一种第一方面任意一项所述集流体的制备方法，包括：
[0035]提供集流体，在所述集流体的至少一个表面依次形成硬磁层、导电层，制得形成有所述硬磁层、导电层的集流体。
[0036]在一实施例中，在所述集流体的至少一个表面形成硬磁层的方法包括磁控溅射和/或喷涂。
[0037]在一实施例中，在所述硬磁层上形成导电层的方法包括涂覆。
[0038]在一实施例中，在所述硬磁层上形成导电层后，磁化处理，制得所述电极。
[0039]在一实施例中，磁化处理时，电磁强度为1～10T。
[0040]针对现有技术存在的不足，在一实施例中，本专利技术提供了一种负极集流体，该集流体按如下方法制得：
[0041]1)在负极箔材上喷涂一层硬磁材料，所述硬磁材料包括稀土硬磁材料、金属硬磁材料或铁氧类硬磁材料中的至少一种，所述箔材为铜箔、铝箔、复合铜箔或复合铝箔中的一种，所述喷涂方式为磁控溅射或电化学电镀中的一种，喷涂厚度为0.05μm～5μm，喷涂面为集流体两侧的至少一侧。
[0042]2)在上述涂层集流体的两面分别涂布一层导电层，所述导电层为石墨烯、石墨、软碳或硬碳中的一种，单面涂布厚度为3
‑
10μm；
[0043]3)对步骤2)制得的集流体进行磁化处理后制得所需集流体，磁化处理的电磁强度为1
‑
10T。
[0044]在一实施例中，提供一种方形电芯，包括上述极片。
[0045]在一实施例中，提供一种无负极碱金属电池负极集流体，制备方法包括：先在原始集流体的至少一面上喷镀一层硬磁层材料，而后在该处理后的集流体双面分别涂覆一层石墨或碳类导电层，然后对集流体进行磁化处理，制得集流体。通过涂覆导电层来降低碱金属的沉积过电位，通过磁化集流体来诱导碱金属离子的均匀沉积，通过上述处理方式制得的集流体可有效改善电池的首效及循环性能。
[0046]在一实施例中，提供一种包括上述集流体的无负极电芯。
[0047]技术效果
[0048]在一实施例中，本专利技术使得无负极碱金属电池的首效及循环性能得到提升。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集流体，其特征在于，所述集流体的至少一个表面依次设有硬磁层、导电层。2.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述集流体包括箔材。3.如权利要求2所述的集流体，其特征在于，所述箔材为铜箔、铝箔、复合铜箔、复合铝箔中的任意一种。4.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述硬磁层选自稀土硬磁材料、金属硬磁材料、铁氧类硬磁材料中的至少一种；或，所述硬磁层选自Nd
‑
Fe
‑
B。5.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述导电层选自石墨烯、石墨、软碳、硬碳中的任意一种。6.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，每一所述硬磁层的厚度为0.05μm～5μm；或，每一所...

【专利技术属性】
技术研发人员：方送生，
申请(专利权)人：抚州比克电池有限公司，
类型：发明
国别省市：