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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池,尤其涉及一种多孔集流体及其制备方法、电极片及电池。
技术介绍
1、锂离子电池一般包括:活性材料、隔膜、电解质及集流体等。锂离子电池负极集流体一般用铜箔,正极集流体一般用铝箔。由于一般金属箔的轧制表面比较平滑,涂覆活性材料时会产生一些问题,如浸润性差、结合不紧密、结合强度小、结合面积小、不容易粘附等,从而导致活性材料与集流体之间界面电阻大,容易脱落,并且涂覆难度大。以上问题会导致电池性能下降,如界面电阻大导致极化严重,影响活性材料的储锂能力、倍率性能及循环稳定性能等,从而难以满足目前对于高倍率、高能量密度及长循环寿命的需求。因此,改善金属箔带的表面状态和性质,对于提高活性材料与集流体的相容性、提高结合强度、增大结合面积,进而提高电池性能具有重要意义。
2、现有中国专利如cn111180741a、cn111180741a、cn116742007a所公开的方案均是在金属箔材上涂覆一层碳材料来增加集流体的比表面积。但是目前广泛使用的碳材料存在着导电性欠佳、分散不易、涂层与金属箔材的结合强度弱及涂层较厚等缺点。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于,提供一种多孔集流体,与电极材料的附着力大,内阻低。
2、本专利技术还要解决的技术问题在于,提供一种多孔集流体的制备方法,可以有效控制通孔和凹孔的比例,且孔径一致性高。
3、本专利技术还要解决的技术问题在于,提供一种电极片,具有良好的电液浸润性和电子通道。
4、本专
5、为了解决上述问题,第一方面,本专利技术提供了一种多孔集流体,包括金属箔材,所述金属箔材为多孔结构,孔密度为60~30000个/cm2,孔径≤10μm;其中,
6、所述金属箔材设有多个通孔和盲孔,所述通孔和所述盲孔的数量比为(6~7):1。
7、作为上述方案的改进,所述金属箔材的厚度为8~30μm;
8、和/或,所述金属箔材为铜箔或铝箔。
9、作为上述方案的改进,所述金属箔材的开孔率为20%~70%。
10、作为上述方案的改进,所述多孔集流体的拉伸强度为140~180mpa;
11、和/或,所述多孔集流体的延伸率为1.8%~2.3%。
12、作为上述方案的改进,所述多孔集流体的达因值≥60dyne/cm。
13、作为上述方案的改进,所述金属箔材的孔密度为1000~10000个/cm2;
14、和/或,所述金属箔材的开孔率为40%~60%。
15、第二方面,本专利技术提供了一种多孔集流体的制备方法,用于制备上述所述的多孔集流体,包括以下步骤:
16、s1、提供光面金属箔材;
17、s2、采用交流电和直流电对所述光面金属箔材进行电晕处理,得到所述多孔集流体。
18、作为上述方案的改进,步骤s2中,采用交流电和直流电交替对所述光面金属箔材进行电晕处理;其中,
19、采用交流电对所述光面金属箔材进行电晕处理,以在所述光面金属箔材上获得目标数量的凹孔;
20、采用直流电对所述光面金属箔材进行电晕处理,以在所述光面金属箔材上获得目标数量的通孔。
21、第三方面,本专利技术提供了一种电极片,包括集流体和电极材料,所述集流体为上述所述的多孔集流体,所述电极材料为正极材料或负极材料。
22、第四方面,本专利技术提供了一种电池,包括上述所述的电极片。
23、实施本专利技术,具有如下有益效果:
24、本专利技术的多孔集流体通过盲孔和通孔的相互配合,实现了提高集流体与电极材料的附着力、缩短离子迁移距离并增强离子自由迁移的能力,并具有较高的表面张力以及极佳的电液浸润性和良好的电子通道,有助于降低锂离子电池的内阻,从而提高电池的库伦效率、循环稳定性和倍率性能。
25、本专利技术的多孔集流体通过盲孔和通孔的相互配合,使得拉伸强度为140~180mpa,延伸率为1.8%~2.3%,不仅可以满足电极片的制作工艺要求,还可以减轻集流体和电极片的重量。
26、本专利技术多孔集流体的制备方法采用交流电和直流电交替对光面金属箔材进行电晕处理,不仅可以获得目标比例的凹孔和通孔,且孔径的一致性高,更重要的是无需采用化学试剂,更加环保。
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1.一种多孔集流体,其特征在于,包括金属箔材,所述金属箔材为多孔结构,孔密度为60~30000个/cm2,孔径≤10μm;其中,
2.如权利要求1所述的多孔集流体,其特征在于,所述金属箔材的厚度为8~30μm;
3.如权利要求1所述的多孔集流体,其特征在于,所述金属箔材的开孔率为20%~70%。
4.如权利要求1~3任一项所述的多孔集流体,其特征在于,所述多孔集流体的拉伸强度为140~180MPa;
5.如权利要求1~3任一项所述的多孔集流体,其特征在于,所述多孔集流体的达因值≥60dyne/cm。
6.如权利要求1所述的多孔集流体,其特征在于,所述金属箔材的孔密度为1000~10000个/cm2;
7.一种多孔集流体的制备方法,其特征在于,用于制备如权利要求1~6任一项所述的多孔集流体,包括以下步骤:
8.如权利要求7所述的多孔集流体,其特征在于,步骤S2中,采用交流电和直流电交替对所述光面金属箔材进行电晕处理;其中,
9.一种电极片,其特征在于,包括集流体和电极材料,所述集流体为权
10.一种电池,其特征在于,包括如权利要求9所述的电极片。
...【技术特征摘要】
1.一种多孔集流体,其特征在于,包括金属箔材,所述金属箔材为多孔结构,孔密度为60~30000个/cm2,孔径≤10μm;其中,
2.如权利要求1所述的多孔集流体,其特征在于,所述金属箔材的厚度为8~30μm;
3.如权利要求1所述的多孔集流体,其特征在于,所述金属箔材的开孔率为20%~70%。
4.如权利要求1~3任一项所述的多孔集流体,其特征在于,所述多孔集流体的拉伸强度为140~180mpa;
5.如权利要求1~3任一项所述的多孔集流体,其特征在于,所述多孔集流体的达因值≥60dyne/cm。
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【专利技术属性】
技术研发人员:刘福海,
申请(专利权)人:佛山市中技烯米新材料有限公司,
类型:发明
国别省市:
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