【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂碳集流体，具体为一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池由于能量密度高，被广泛应用于汽车和手机等许多领域。锂电池的组成本主要包括正负极活性材料、电解液、隔膜、正负极集流体。目前，铝箔、铜箔、复合铝箔、复合铜箔、以及表面进行涂碳改善的涂碳铝箔、涂碳铜箔、复合涂碳铝箔、复合涂碳铜箔是用来传输电子的主要材料；但传统的铝箔或铜箔集流体存在界面电阻偏大的问题，而涂碳集流体可以改善界面电阻并对电池的充放电进行改善，现有的涂碳层可以在正常充放电情况下有效提升充放电容量保持率，但是在不同的使用环境中会有明显的容量差异；通过本专利技术的涂碳集流体可以改善电池在高低温时充放电的容量均一性，通过增加涂碳集流体的表面粗糙度，涂层结构的改进，保证了涂层与极片间粘结的稳定性，保证了在极端环境下的容量保持率。
2、为了解决上述问题，提高集流体在高低温环境下的容量保持率，本专利技术提供了一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，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：
3、一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤一：取粘结剂、去离子水、导电剂、固化剂，搅拌均匀，制得下涂层浆料；
5、步骤二：将下涂层浆料涂覆在铝箔一面，在70-130℃下烘烤20s-3mi
6、步骤三：取粘结剂、去离子水、导电剂、固化剂，搅拌均匀，制得上涂层浆料；
7、步骤四：在涂碳铝箔集流体半成品涂有下涂层浆料的一面涂覆上涂层浆料，在70-130℃下烘烤20s-3min，得到涂碳铝箔集流体。
8、较为优化地，所述上涂层浆料和下涂层浆料包括以下成分，按照质量份计：10-60份粘结剂、10-30份去离子水、10-30份导电剂、0.1-2份固化剂。
9、较为优化地，所述下涂层浆料中的粘结剂为苯乙烯/丙烯酸酯粘结剂，导电剂为石墨烯、碳粉的混合物。
10、较为优化地，所述上涂层浆料中的粘结剂为聚四氟乙烯乳液、丁苯乳液、丙烯酸粘结剂、聚醋酸乙烯酯粘结剂中的任意一种或多种，导电剂为碳纳米管。
11、较为优化地，所述固化剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氮丙啶、烷氧基硅烷、氢氧化钙中的任意一种或多种。
12、较为优化地，所述石墨烯经过改性，改性方法为：取石墨烯、甲苯，搅拌均匀，加入乙烯基三甲氧基硅烷、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，反应6-7h，过滤、干燥，得到改性石墨烯。
13、较为优化地，所述下涂层浆料中的粘结剂为改性丙烯酸粘结剂，改性丙烯酸粘结剂的制备方法为：取丙烯酸，加入去离子水，搅拌均匀，得到丙烯酸溶液，缓慢添加氢氧化锂，搅拌均匀，通入氮气，保持10-15min，升温至70-75℃，加入乙烯基三乙氧基硅烷，继续搅拌5-10min，加入过硫酸铵，保温1-2h，得到改性丙烯酸粘结剂。
14、较为优化地，所述碳纳米管经过改性，改性方法为：取碳纳米管、n，n-二甲基甲酰胺，搅拌20-30min，加入环氧氯丙烷，继续搅拌1-2h，加入巯基化壳聚糖，搅拌30-40min，离心、洗涤、干燥、研磨，得到改性碳纳米管粉末。
15、较为优化地，所述巯基化壳聚糖的制备方法为：包括以下步骤：
16、s1：取壳聚糖、乙酸，搅拌均匀，得到壳聚糖溶液；将壳聚糖溶液喷洒至氢氧化钠溶液中，搅拌20-40min，静置14-18h，过滤、洗涤，得到壳聚糖凝胶；
17、s2：将壳聚糖凝胶添加至戊二醛溶液中，搅拌均匀，静置46-50h，洗涤，得到交联壳聚糖；将交联壳聚糖添加至l-半胱氨酸溶液中，搅拌均匀，振荡24-26h，洗涤、干燥，得到巯基化壳聚糖。
18、较为优化地，包括以下步骤：
19、步骤一：取改性丙烯酸粘结剂、去离子水、改性石墨烯粉末、碳粉、固化剂，搅拌均匀，制得下涂层浆料；
20、步骤二：将下涂层浆料涂覆在铝箔一面，在70-130℃下烘烤20s-3min，得到涂碳铝箔集流体半成品；
21、步骤三：取粘结剂、去离子水、改性碳纳米管、固化剂，搅拌均匀，制得上涂层浆料；
22、步骤四：在涂碳铝箔集流体半成品涂有下涂层浆料的一面涂覆上涂层浆料，在紫外灯下光加固30-40min，在70-130℃下烘烤20s-3min，得到涂碳铝箔集流体。
23、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
24、(1)本专利技术通过对粘结剂的改性，改善涂层结构，提高了浆料的内聚力以及与铝箔表面的接触，从而在高低温下能够有效应对锂离子的脱嵌和嵌入导致的体积变化，保证电极材料在充放电过程中的稳定性。本专利技术还使用纳米涂敷技术在铝箔表面进行单面双层异构涂敷，在保证铝箔表面粘结型的同时，提供了大量的接触位点，使得极片涂敷过程中能够与箔材结合更为紧密，增加了极片剥离强度，改善了容量保持率，进而改善电池的使用性能。
25、(2)本专利技术使用丙烯酸、乙烯基三乙氧基硅烷制备了一种带有乙烯基的改性丙烯酸粘结剂。使用乙烯基三甲氧基硅烷对石墨烯进行改性，使得石墨烯上接枝有乙烯基团，石墨烯上的乙烯基团可以与改性丙烯酸粘结剂中的乙烯基反应，使得石墨烯在下涂层浆料中的相容性变得更好，更容易分散，进一步增强了涂碳铝箔集流体的剥离强度以及容量保持率。
26、本专利技术使用l-半胱氨酸溶液对交联壳聚糖进行进一步处理，l-半胱氨酸溶液上的氨基可以与交联壳聚糖上的醛基发生席夫碱反应，使得l-半胱氨酸中的巯基能够接枝到交联壳聚糖上。使用巯基化壳聚糖对碳纳米管进行改性，在碳纳米管上接枝了巯基基团。
27、本专利技术使用改性丙烯酸粘结剂、改性石墨烯粉末、碳粉、制备下涂层浆料；使用粘结剂、改性碳纳米管，制备上涂层浆料；然后通过紫外固化，使得下涂层中的改性石墨烯上的乙烯基团可以与上涂层中的碳纳米管上的巯基基团反应，从而增强了涂层的剥离强度。
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1.一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述上涂层浆料和下涂层浆料包括以下成分，按照质量份计：10-60份粘结剂、10-30份去离子水、10-30份导电剂、0.1-2份固化剂。
3.根据权利要求1所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述下涂层浆料中的粘结剂为苯乙烯/丙烯酸酯粘结剂，导电剂为石墨烯、碳粉的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述上涂层浆料中的粘结剂为聚四氟乙烯乳液、丁苯乳液、丙烯酸粘结剂、聚醋酸乙烯酯粘结剂中的任意一种或多种，导电剂为碳纳米管。
5.根据权利要求2所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述固化剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氮丙啶、烷氧基硅烷、氢氧化钙中的任意一种或多种。
6.根据权利要求3所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述石墨烯经过改性，改性方法为：取石墨烯、甲
7.根据权利要求1所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述下涂层浆料中的粘结剂为改性丙烯酸粘结剂，改性丙烯酸粘结剂的制备方法为：取丙烯酸，加入去离子水，搅拌均匀，得到丙烯酸溶液，缓慢添加氢氧化锂，搅拌均匀，通入氮气，保持10-15min，升温至70-75℃，加入乙烯基三乙氧基硅烷，继续搅拌5-10min，加入过硫酸铵，保温1-2h，得到改性丙烯酸粘结剂。
8.根据权利要求4所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管经过改性，改性方法为：取碳纳米管、N，N-二甲基甲酰胺，搅拌20-30min，加入环氧氯丙烷，继续搅拌1-2h，加入巯基化壳聚糖，搅拌30-40min，离心、洗涤、干燥、研磨，得到改性碳纳米管粉末。
9.根据权利要求8所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述巯基化壳聚糖的制备方法为：包括以下步骤：
10.根据权利要求6-9中任意一项所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述上涂层浆料和下涂层浆料包括以下成分，按照质量份计：10-60份粘结剂、10-30份去离子水、10-30份导电剂、0.1-2份固化剂。
3.根据权利要求1所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述下涂层浆料中的粘结剂为苯乙烯/丙烯酸酯粘结剂，导电剂为石墨烯、碳粉的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述上涂层浆料中的粘结剂为聚四氟乙烯乳液、丁苯乳液、丙烯酸粘结剂、聚醋酸乙烯酯粘结剂中的任意一种或多种，导电剂为碳纳米管。
5.根据权利要求2所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述固化剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氮丙啶、烷氧基硅烷、氢氧化钙中的任意一种或多种。
6.根据权利要求3所述的一种锂电用高强度涂碳铝箔集流体的制备方法，其特征在于：所述石墨烯经过改性，改性方法为：取石墨烯、甲苯，搅拌均匀，加入乙烯基三甲氧基硅烷、2...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宇航，李学法，张国平，
申请(专利权)人：江阴纳力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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