【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，具体为一种高导电涂炭集流体及其应用。
技术介绍
1、由于能量密度高、循环寿命长、无记忆效应和环境友好等优点，锂离子电池被大量应用在便携式电子产品、储能设备和新能源汽车上。随着手机5g时代的来临和新能源汽车高续航里程的发展要求，对锂离子电池的能量密度也提出了更高的需求。集流体是锂离子电池中不可或缺的重要部件之一，具有承载电极活性物质与汇集输出电流的多重功能。
2、由于不同材料、不同生产工艺所制备的集流体的性能各有千秋，对锂离子电池的影响也各不相同，因此本专利技术研究制备了一高导电涂炭集流体，具有较为优异的循环性能，使得锂离子电池能够在新能源领域更进一步发展。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高导电涂炭集流体及其应用，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种高导电涂炭集流体，所述高导电涂炭集流体是将导电剂和粘结剂混合涂覆在泡沫铜表面制得；所述粘结剂为改性聚丙烯酰胺；所述导电剂为复合碳材料。
3、优选的，所述改性聚丙烯酰胺是磺化聚丙烯酰胺与1,6-己二醇二巯基丙酸酯反应制得。
4、优选的，所述磺化聚丙烯酰胺是丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯共聚制得；所述1,6-己二醇二巯基丙酸酯是巯基丙酸与1,6-己二醇反应制得。
5、优选的，所述复合碳材料是将酚醛树脂、乙烯醇缩醛与碳纳米管混合后作为碳源前驱体，进行高
6、优选的，所述包覆时依次用甲基丙烯酸和聚天冬氨酸进行包覆。
7、优选的，所述高导电涂炭集流体及其应用，包括以下具体步骤：
8、(1)将磺化聚丙烯酰胺与去离子水安吉两边1:80～100混合，搅拌均匀后加入磺化聚丙烯酰胺质量2～3倍的1,6-己二醇二巯基丙酸酯，用氢氧化钠溶液调节ph至3.4～3.8，在室温、2000～4000rpm下搅拌反应2～3h，旋蒸，制得改性聚丙烯酰胺，即为粘结剂；
9、(2)将苯磺酸与酚醛树脂等质量混合，搅拌均匀后，在100～120℃下保温2～4h，再加入乙烯醇缩醛与碳纳米管，搅拌均匀制得碳源前驱体；将碳源前驱体置于真空高温烧结炉中，以3～6℃/min的速率升温至900～1200℃，保温3～6h，冷却后，转移至酚醛树脂质量20～30倍的甲基丙烯酸中，搅拌均匀混后，加入酚醛树脂质量0.3～0.6倍的氧化锌，在1000～2000rpm下搅拌反应10～20min，再加入酚醛树脂质量4～6倍的聚天冬氨酸，继续搅拌反应3～6h，抽滤并依次用无水乙醇和去离子水洗涤3～5次，真空干燥，制得复合碳材料，即为导电剂；
10、(3)将导电剂、粘结剂、氮甲基吡咯烷酮和钛酸锂按质量比1～4:2～4:50～60:50混合，搅拌均匀制得浆料，将浆料涂覆在泡沫铜表面，泡沫铜厚度为8～18μm，浆料厚度为1～3μm，最后在100～140℃下烘干，制得高导电涂炭集流体。
11、优选的，上述步骤(1)中：磺化聚丙烯酰胺的制备方法为：在氮气氛围下，将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与去离子水按质量比28～30:1:80混合，搅拌均匀后，用强氧化钠调节ph至7.8～8.2，再加入与丙烯酰胺质量0.25～0.35倍的甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯、丙烯酰胺质量0.04～0.06倍的乙二胺四乙酸二钠、丙烯酰胺质量0.04～0.06倍的偶氮二异丁腈和丙烯酰胺质量0.002～0.006倍的尿素，调节温度至8～12℃，反应20～40min后，加入丙烯酰胺质量0.08～0.12倍的甲醛合次硫酸氢钠和丙烯酰胺质量0.001～0.004倍的过硫酸铵，继续反应5～6h后，升温至45～55℃，反应5～7h，最后干燥并粉碎，制得磺化聚丙烯酰胺。
12、优选的，上述步骤(1)中：1,6-己二醇二巯基丙酸酯的制备方法为：将巯基丙酸和甲苯按质量比7～8:5混合，搅拌均匀后加入巯基丙酸质量0.6～0.7倍的1,6-己二醇、巯基丙酸质量0.03～0.04倍的次亚磷酸和0.07～0.08倍的对甲苯磺酸，升温至108～112℃，反应7～9h，再加入巯基丙酸质量0.1～0.2倍的碳酸钠，降温至75～85℃，继续反应15～25min，最后减压蒸馏，制得1,6-己二醇二巯基丙酸酯。
13、优选的，上述步骤(1)中：酚醛树脂、乙烯醇缩醛与碳纳米管的质量比为1～2:3:3～6。
14、优选的，所述高导电涂炭集流体应用于锂离子电池。
15、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
16、本专利技术制得的高导电涂炭集流体，是将导电剂和粘结剂混合涂覆在泡沫铜表面制得；粘结剂是改性聚丙烯酰胺，导电剂是复合碳材料；
17、改性聚丙烯酰胺是磺化聚丙烯酰胺与1,6-己二醇二巯基丙酸酯反应制得，磺化聚丙烯酰胺是丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯共聚制得，1,6-己二醇二巯基丙酸酯是巯基丙酸与1,6-己二醇反应制得，三元磺化的聚丙烯酰胺各项结构相互结合，形成立体空间网络结构，具有较高的粘度的同时，再在结构中引入与能与泡沫铜进行配位的巯基，与铜发生结合，使得粘结剂能够紧密包覆在泡沫铜表面，能够诱导锂的均匀沉积，提升电池循环性能；
18、复合碳材料是将酚醛树脂、乙烯醇缩醛与碳纳米管混合后作为碳源前驱体，进行高温炭化后，最后进行包覆制得，包覆时依次用甲基丙烯酸和聚天冬氨酸进行包覆；酚醛树脂、乙烯醇缩醛与碳纳米管形成的复合碳源前驱体，酚醛树脂、乙烯醇缩醛高温炭化时先形成碳骨架，在达到炭化温度后骨架被破坏并均匀分散在碳纳米管中，再依次用甲基丙烯酸和聚天冬氨酸进行包覆，聚天冬氨酸能够与甲基丙烯酸和改性聚丙烯酰胺产生相互作用，改善力学性能，还能够能够提供用于导电的离子，提高导电能力，将导电剂和粘结剂混合涂覆在泡沫铜表面后，导电剂和粘结剂进入到泡沫铜中，在泡沫铜中形成立体空间网络结构，不仅为金属锂提供了较大的自由空间，还能够实现重复充放电过程的锂沉积，提升电池循环性能。
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1.一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述高导电涂炭集流体是将导电剂和粘结剂混合涂覆在泡沫铜表面制得；所述粘结剂为改性聚丙烯酰胺；所述导电剂为复合碳材料。
2.根据权利要求1所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述改性聚丙烯酰胺是磺化聚丙烯酰胺与1,6-己二醇二巯基丙酸酯反应制得。
3.根据权利要求2所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述磺化聚丙烯酰胺是丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯共聚制得；所述1,6-己二醇二巯基丙酸酯是巯基丙酸与1,6-己二醇反应制得。
4.根据权利要求1所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述复合碳材料是将酚醛树脂、乙烯醇缩醛与碳纳米管混合后作为碳源前驱体，进行高温炭化后，最后进行包覆制得。
5.根据权利要求4所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述包覆时依次用甲基丙烯酸和聚天冬氨酸进行包覆。
6.根据权利要求1所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述高导电涂炭集流体的制备方法，包括以下具体步骤：
7.根据权利要求6所述的
8.根据权利要求6所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，上述步骤（1）中：1,6-己二醇二巯基丙酸酯的制备方法为：将巯基丙酸和甲苯按质量比7~8:5混合，搅拌均匀后加入巯基丙酸质量0.6~0.7倍的1,6-己二醇、巯基丙酸质量0.03~0.04倍的次亚磷酸和0.07~0.08倍的对甲苯磺酸，升温至108~112℃，反应7~9h，再加入巯基丙酸质量0.1~0.2倍的碳酸钠，降温至75~85℃，继续反应15~25min，最后减压蒸馏，制得1,6-己二醇二巯基丙酸酯。
9.根据权利要求6所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，上述步骤（2）中：酚醛树脂、乙烯醇缩醛与碳纳米管的质量比为1~2:3:3~6。
10.根据权利要求1所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述高导电涂炭集流体应用于锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述高导电涂炭集流体是将导电剂和粘结剂混合涂覆在泡沫铜表面制得；所述粘结剂为改性聚丙烯酰胺；所述导电剂为复合碳材料。
2.根据权利要求1所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述改性聚丙烯酰胺是磺化聚丙烯酰胺与1,6-己二醇二巯基丙酸酯反应制得。
3.根据权利要求2所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述磺化聚丙烯酰胺是丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯共聚制得；所述1,6-己二醇二巯基丙酸酯是巯基丙酸与1,6-己二醇反应制得。
4.根据权利要求1所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述复合碳材料是将酚醛树脂、乙烯醇缩醛与碳纳米管混合后作为碳源前驱体，进行高温炭化后，最后进行包覆制得。
5.根据权利要求4所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述包覆时依次用甲基丙烯酸和聚天冬氨酸进行包覆。
6.根据权利要求1所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，所述高导电涂炭集流体的制备方法，包括以下具体步骤：
7.根据权利要求6所述的一种高导电涂炭集流体，其特征在于，上述步骤（1）中：磺化聚丙烯酰胺的制备方法为：在氮气氛围下，将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与去离子水按质量比28~30:1:80混合，搅拌均匀后，用强氧化钠调节ph至7.8~...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈晓宇，戴兴根，沈敏华，胡飞艳，贾廷平，王修雄，白亚婷，
申请(专利权)人：浙江东尼电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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