为克服现有技术的缺陷，本发明专利技术提供了以下技术方案：一种石墨烯复合集流体，所述石墨烯复合集流体包括：金属层，设置于所述金属层两侧的粘结层和设置于所述粘结层外侧的导电高分子层，所述导电高分子层与所述粘结层之间的剥离强度小于所述金属层与所述粘结层之间的剥离强度，和上述石墨烯复合集流体的制备方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合集流体，尤其涉及一种石墨烯复合集流体及其制备方法。
技术介绍
1、水系钠离子电池是一种新型的电池系统，其中钠离子在电解质中来回移动，为电池提供电能。作为水系钠离子电池的集流体，需要具有良好的电导性和稳定性，以便有效地收集电池内部产生的电流。
2、在选择水系钠离子电池的集流体时，通常会综合考虑导电性、稳定性和机械性能等。常用的水系钠离子电池集流体有铜、碳基材料和金属合金等，但铜与金属合金在工作电压下易被氧化或腐蚀，而碳基材料的稳定性较差。高分子材料具有良好的耐腐蚀性和韧性，通过导电改性后可以替代部分金属基材料使用。
3、现有技术cn207097948u中，将电池集流体由传统的铝箔或铜箔改成在高分子薄膜上镀铝或镀铜，以降低集流体的重量，达到提高电池能量密度的作用,但其金属层与盐溶液或空气的接触，易腐蚀金属层。
4、现有技术中关注到降低重量，提高能量密度和提高集流体金属层与聚合物膜层之间的粘结力，但是没有提供更为耐用的、更为低成本且导电能力更强的复合集流体。
技术实现思路
1、为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了以下技术方案：
2、一种石墨烯复合集流体，包括：金属层，设置于所述金属层两侧的粘结层和设置于所述粘结层外侧的导电高分子层，其特征在于，所述导电高分子层与所述粘结层之间的剥离强度小于所述金属层与所述粘结层之间的剥离强度。
3、进一步的，所述导电高分子层各组分按重量份数计，共计100份，其配比为：
4、
5、
6、其中，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168；
7、所述相容剂为pe-mah、pp-mah、ps-mah中的至少一种；
8、所述导电高分子层所用树脂a为pp、pe和ps中的至少一种；
9、其中，配比优选为：pe树脂82份、碳纳米管10份、导电炭黑4份、石墨烯1份、抗氧剂0.5份、相容剂2.5份，共计100份。
10、进一步的，所述粘结层各组分按重量份数计，共计100份，其配比为：
11、
12、其中，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168；
13、所述粘结层所用树脂b为eaa、hpa中的至少一种；
14、其中其配比优选为：eaa树脂84.5份、碳纳米管10份、导电炭黑4份、石墨烯1份、抗氧剂0.5份，共计100份。
15、进一步的，所述金属层厚度为50-100μm；
16、和\或，所述导电高分子层厚度为30-50μm；
17、和\或，所述粘结层厚度为10-20μm，
18、其中优选金属层厚度为70μm，导电高分子层厚度为30μm，粘结层厚度为10μm；
19、和\或，所述金属层为铝箔、铜箔中的至少一种；
20、和\或，所述集流体长度为300-500mm，宽度为200-300mm；
21、和\或，所述导电高分子层与所述粘结层长和宽相同，所述金属层长和宽比所述导电高分子层与所述粘结层小0.5-10mm；
22、和\或，所述金属层与所述粘结层之间的剥离强度为10n/25mm-20n/25mm；
23、和\或，所述导电高分子层与所述粘结层的体电阻≤50ω*cm；
24、和\或，所述石墨烯的参数为:bet200-300m2/g，d50为5-10μm，氧的质量分数0.5-1％，其中bet优选为270m2/g；d50优选为10μm；氧的质量分数优选为0.7％，和/或，
25、石墨烯片径：碳纳米管直径：导电炭黑粒径＝(80-120):(1-10):(0.5-2)，其优选为石墨烯片径：碳纳米管直径：导电炭黑粒径＝100：2：1。
26、本专利技术还提供了一种用于上述石墨烯复合集流体的制备方法，包括以下步骤：
27、s1、按比例称量石墨烯、碳纳米管、导电炭黑，混合后作为混合物料；
28、s2、按比例称量混合物料、导电高分子层所用树脂a、抗氧剂、相容剂，放于高速搅拌机中搅拌作为导电高分子层粒子混合物料；经料斗同时将导电高分子层粒子混合物料通过失重称加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到导电高分子层粒子；
29、s3、按比例称量混合物料、粘结层所用树脂b、抗氧剂，放于高速搅拌机中搅拌作为粘结层粒子混合物料；经料斗同时将粘结层粒子混合物料通过失重称加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到粘结层粒子；
30、s4、将所得导电高分子层粒子和粘结层粒子分别加入流延机流延成膜；
31、s5、将所得薄膜按导电高分子层-粘结层-金属层-粘结层-导电高分子层的结构进行粘合，得到电池集流体。
32、进一步的，所述s1步骤中，混合物料的混合方法为：
33、将石墨烯、碳纳米管、导电炭黑放置于带加热套的螺带混合机中于70-80℃温度下，以40-60rpm的速度预混20-30min后作为混合物料，静置6-12h，石墨烯与碳纳米管、导电炭黑形成穿插交互结构，提升各组分分散性；其中，石墨烯片径：碳纳米管直径：导电炭黑粒径＝(80-120):(1-10):(0.5-2)，其优选为石墨烯片径：碳纳米管直径：导电炭黑粒径＝100：2：1；
34、混合机温度优选为75℃，速度优选为50rpm，预混时间优选为25min，静置时间优选为8h。
35、进一步的，步骤s2和s3混合时间为10-30min；优选的，混合时间为20min。
36、进一步的，所述s3步骤中，双螺杆挤出机的喂料速度为30-50rpm，主机转速为300-500rpm，螺杆结构为1:48；
37、其中优选为喂料速率为35rpm，主机转速为350rpm；
38、和\或述s4步骤中流延宽度为220-250mm，传送速度为0.2-0.8m/min，导电高分子层流延厚度为30-50μm，粘结层流延厚度为10-20μm；
39、其中优选为流延宽度为230mm，传送速度为0.5m/min，导电高分子层流延厚度为30μm，粘结层流延厚度为10μm。
40、进一步的，所述金属层厚度为50-100μm；
41、和\或，所述导电高分子层厚度为30-50μm；
42、和\或，所述粘结层厚度为10-20μm，
43、其中优选金属层厚度为70μm，导电高分子层厚度为30μm，粘结层厚度为10μm；
44、和\或，所述金属层为铝箔、铜箔中的至少一种；
45、和\或，所述集流体长度为300-500mm，宽度为200-300mm；
46、和\或，所述导电高分子层与所述粘结层长和宽相同，所述金属层长和宽比所述导电高分子层与所述粘结层小0.5-10mm；
47、和\或，所述金属层与所述粘结层之间的剥离强度为10n/25mm-20n/25mm；...
【技术保护点】
1.一种石墨烯复合集流体，包括：金属层(3)，设置于所述金属层(3)两侧的粘结层(2)和设置于所述粘结层(2)外侧的导电高分子层(1)，其特征在于，所述导电高分子层(1)与所述粘结层(2)之间的剥离强度小于所述金属层(3)与所述粘结层(2)之间的剥离强度。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合集流体，其特征在于，所述导电高分子层(1)各组分按重量份数计，共计100份，其配比为：
3.根据权利要求2所述的石墨烯复合集流体，其特征在于，所述粘结层(2)各组分按重量份数计，共计100份，其配比为：
4.根据权利要求3所述的石墨烯复合集流体，其特征在于，所述金属层(3)厚度为50-100μm；
5.一种用于制备上述任一权利要求所述石墨烯复合集流体的方法，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中，混合物料的混合方法为：
7.根据权利要求5所述的石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，步骤S2和S3混合时间为10-30min；优选的，混合时间为20min。
8.根据权利要求5所述的石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述S3步骤中，双螺杆挤出机的喂料速度为30-50rpm，主机转速为300-500rpm，螺杆结构为1:48；
9.根据权利要求5所述的石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述金属层(3)厚度为50-100μm；
10.根据权利要求5所述的石墨烯复合集流体，其特征在于，所述导电高分子层(1)各组分按重量份数计，共计100份，其配比为：
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【技术特征摘要】
1.一种石墨烯复合集流体，包括：金属层(3)，设置于所述金属层(3)两侧的粘结层(2)和设置于所述粘结层(2)外侧的导电高分子层(1)，其特征在于，所述导电高分子层(1)与所述粘结层(2)之间的剥离强度小于所述金属层(3)与所述粘结层(2)之间的剥离强度。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合集流体，其特征在于，所述导电高分子层(1)各组分按重量份数计，共计100份，其配比为：
3.根据权利要求2所述的石墨烯复合集流体，其特征在于，所述粘结层(2)各组分按重量份数计，共计100份，其配比为：
4.根据权利要求3所述的石墨烯复合集流体，其特征在于，所述金属层(3)厚度为50-100μm；
5.一种用于制备上述任一权利要求所述石墨烯复合集流体的方法，包括以下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：何伟，吴昊，宗旭，瞿研，
申请(专利权)人：常州第六元素材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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