【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池材料，具体涉及一种三维结构氟化石墨烯复合集流体，并进一步公开其制备方法与应用。
技术介绍
1、近年来，随着人们环保意识的增强以及生存环境的压力，绿色清洁能源在动力能源领域的地位逐渐提升，而作为能量转化及储能领域的重要方向及产品，锂离子电池在其中占有重要地位。锂离子电池是一类依靠锂离子在正负极之间穿梭来达到放电目的的化学电池，具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、自放电率低、绿色环保等特点及优势。锂离子二次电池行业在过去的几十年间飞速发展，特别是对新能源汽车以及3c电子行业的新奇与繁荣起到了至关重要的作用，锂离子电池的需求更是逐年增加。迄今为止，新能源汽车巨大的市场需求不断鞭策着锂二次电池向着更长寿，更高能量密度方向发展。
2、集流体即锂离子二次电池中正负极所用的箔材，是锂离子电池正负极片的重要组成部分。目前，通过对集流体进行功能化涂层改性成为一种提高电池性能的有效途径。通常情况下，锂离子电池多选用铝箔作为正极集流体，铜箔作为负极集流体。在纯铜的锂二次电池极片制作过程中，负极浆料直接涂布于铜箔表面，干燥后通过粘结剂实现将负极材料固定在集流体表面。但是，此类传统结构的极片，受限于金属铜负极集流体与导电材料之间的接触面积有限，且界面电阻较大，使得电池内阻较高，对于电池性能特别是大电流充放电条件下的性能存在负面影响。而且，受限于粘结剂的粘结强度有限，在充放电过程中容易发生负极材料与铜集流体之间的膨胀脱落，也会降低电池的而使用寿命。
3、如中国专利技术专利cn109560287a公开的锂电
4、因此，本领域期待开发一种性能优势更强，可有效提高电池使用寿命及应用性能的集流体，以改善锂离子电池的应用性能。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种三维结构氟化石墨烯复合集流体，所述复合集流体能够有效降低电池中的极化、提高电池的使用寿命、提升电池的倍率性能；
2、本专利技术所要解决的第二个技术问题在于提供上述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法；
3、本专利技术所要解决的第三个技术问题在于提供上述三维结构氟化石墨烯复合集流体用于制备锂离子电池的应用。
4、为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，包括如下步骤：
5、(1)以氧化石墨烯为原料制备氟化石墨烯；
6、(2)取氟化石墨烯、粘结剂加入溶剂混合制备浆料；
7、(3)将所述浆料涂布于集流体表面，即得。
8、具体的，所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，所述步骤(1)中，所述制备氟化石墨烯的步骤包括取所述氧化石墨烯和hf溶液混合并进行水热合成反应的步骤，以及，收集反应物进行冻干的步骤。
9、具体的，所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，所述制备氟化石墨烯的步骤中，所述水热合成反应的温度为100-180℃；
10、优选的，所述水热合成反应的时间为20-60min。
11、具体的，所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，所述制备氟化石墨烯的步骤中，所述hf溶液的浓度为30-50wt％；
12、优选的，所述制备氟化石墨烯的步骤还包括将所述氧化石墨烯加水制备分散液的步骤；
13、优选的，所述氧化石墨烯分散液的浓度为2-5mg/ml；
14、优选的，所述氧化石墨烯分散液与所述hf溶液的体积比为100：1-60：1。
15、具体的，所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，所述制备氟化石墨烯的步骤中，所述冻干步骤的温度为-30～-60℃，冻干时间10-24h；
16、优选的，所述制备氟化石墨烯的步骤还包括将所述反应物进行洗涤的步骤。
17、具体的，所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，所述步骤(2)中，所述氟化石墨烯与所述粘结剂的质量比为7：1-10：1；
18、优选的，所述浆料的固含量为10-20wt％；
19、优选的，所述粘结剂包括pvdf、ptfe、聚丙烯酸酯粘结剂、sbr或聚海藻酸钠中的至少一种；
20、优选的，所述溶剂包括nmp、dmso、dmf或dmfac中的至少一种；
21、优选的，所述步骤(2)中还包括将所述浆料静置10-24h的步骤。
22、具体的，所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，所述步骤(3)中，所述涂布步骤控制涂布的干膜厚度为1-3μm；
23、优选的，所述涂布方式包括辊涂、刮涂、旋涂或淋涂中的至少一种；
24、优选的，所述涂布步骤为双面涂布；
25、优选的，所述集流体包括铜集流体；
26、优选的，所述集流体的厚度为3-10μm；
27、优选的，所述步骤(3)中还包括将涂布后的所述复合集流体进行烘干的步骤；
28、优选的，所述烘干步骤为真空烘干，烘干温度为60-120℃，烘干时间0.5-5min。
29、本专利技术还公开了由所述方法制备得到的三维结构氟化石墨烯复合集流体。
30、本专利技术还公开了由所述三维结构氟化石墨烯复合集流体制备的锂离子电池极片、锂离子电池或锂离子电池设备。
31、本专利技术还公开了一种三维结构氟化石墨烯用于制备锂离子电池集流体、锂离子电池极片、锂离子电池或锂离子电池设备的用途；
32、所述三维结构氟化石墨烯的制备方法包括以氧化石墨烯和hf溶液混合并进行水热合成反应的步骤，以及，收集反应物进行冻干的步骤。
33、本专利技术所述三维结构氟化石墨烯复合集流体，以氧化石墨烯作为基础导电材料，并使用hf进行改性氧化石墨烯，得到具有三维结构的氟化石墨烯，进而经涂布法构建底涂三维结构的复合集流体，有利于负极材料在集流体表面附着，氟化c-f键使得涂层表面高度褶皱，无序性增强，在常规传统的底涂集流体的功能上进一步增强原有功能，制备的锂电池具有高的稳定性以及优异的倍率性能，增强电池的性能。
34、本专利技术所述三维结构氟化石墨烯复合集流体，以氧化石墨烯作为原料并使用hf进行改性，基于水热合成技术制备具有独一无二三维结构的氟化石墨烯。所述氟掺杂石墨烯依旧保持本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述制备氟化石墨烯的步骤包括取所述氧化石墨烯和HF溶液混合并进行水热合成反应的步骤，以及，收集反应物进行冻干的步骤。
3.根据权利要求2所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述制备氟化石墨烯的步骤中，所述水热合成反应的温度为100-180℃；
4.根据权利要求2或3所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述制备氟化石墨烯的步骤中，所述HF溶液的浓度为30-50wt％；
5.根据权利要求2-4任一项所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述制备氟化石墨烯的步骤中，所述冻干步骤的温度为-30～-60℃，冻干时间10-24h；
6.根据权利要求1-5任一项所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述氟化石墨烯与所述粘结剂的质量比为7：1-10：1；
7.根据权利
8.由权利要求1-7任一项所述方法制备得到的三维结构氟化石墨烯复合集流体。
9.由权利要求8所述三维结构氟化石墨烯复合集流体制备的锂离子电池极片、锂离子电池或锂离子电池设备。
10.一种三维结构氟化石墨烯用于制备锂离子电池集流体、锂离子电池极片、锂离子电池或锂离子电池设备的用途；
...【技术特征摘要】
1.一种三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述制备氟化石墨烯的步骤包括取所述氧化石墨烯和hf溶液混合并进行水热合成反应的步骤，以及，收集反应物进行冻干的步骤。
3.根据权利要求2所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述制备氟化石墨烯的步骤中，所述水热合成反应的温度为100-180℃；
4.根据权利要求2或3所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述制备氟化石墨烯的步骤中，所述hf溶液的浓度为30-50wt％；
5.根据权利要求2-4任一项所述三维结构氟化石墨烯复合集流体的制备方法，其特征在于，所述制备氟化石...
【专利技术属性】
技术研发人员：施雅玲，曹文卓，闫昭，李婷，
申请(专利权)人：湖州南木纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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