一种锂电池用复合集流体及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种锂电池用复合集流体及其制备方法、应用，该复合集流体是由高极性聚合物夹层及其表面的金属镀层构成，所述高极性聚合物夹层是由二异氰酸酯单体和聚酯多元醇单体/聚醚多元醇单体加入至溶剂中缩合聚合反应后作为预聚物，然后添加二酰肼单体、交联剂经溶液法聚合反应，将反应产物成膜制备得到高极性聚合物夹层。通过提供一种与金属镀层之间具有强相互作用的高极性聚合物夹层，显著提升了复合集流体的界面稳定性和柔性；同时，利用高极性聚合物夹层与金属镀层强相互作用，可构建出超薄的纳米化金属镀层，在实现锂金属的均匀成核和沉积同时，大幅降低其重量；其组装所得锂电池，具备高能量密度、高库伦效率和长循环寿命的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂电池，涉及一种锂电池用复合集流体及其制备方法、应用，具体涉及一种具有与金属镀层强相互作用聚合物夹层的复合集流体及其制备方法，及利用该复合集流体制备所得的锂金属电池、锂离子电池。

技术介绍

1、现代社会的电气化依赖于高能量密度的可充电电池。无负极锂金属电池在过去十年中受到广泛关注，因为它们具有高能量密度、低成本和方便生产等吸引人的特性。尽管人们为提高无负极电池的能量密度做出了相当大的努力，但一个长期被忽视的问题在于其中铜箔集流体的“死”重，它占无负极锂金属电池总质量的25％，而没有任何容量贡献[1,2]。为此，用轻质替代品代替笨重且无电化学容量贡献的铜箔可以显著提高无负极锂金属电池的能量密度。

2、在现有技术中，复合集流体通常是由聚合物基底(例如聚丙烯(pp)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)或聚酰亚胺(pi))组成，在聚合物基底上负载铜或碳作为表面导电层，被认为是高能电池中传统铜箔的有前途的替代品[3-6]。尽管复合集流体在传统锂离子和锂金属电池中取得了进展，但迄今为止它们仍无法在无负极锂金属电池中应用。关键挑战在于复合集流体的界面本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锂电池用复合集流体，其特征在于是由高极性聚合物夹层及其表面的金属镀层构成，所述高极性聚合物夹层的厚度为2～7μm，金属镀层厚度为50～1000nm；

2.根据权利要求1所述锂电池用复合集流体，其特征在于：所述二异氰酸酯单体包括如下结构式的化合物中的一种或者几种：

3.根据权利要求1所述锂电池用复合集流体，其特征在于：所述聚酯多元醇单体选择包括聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇丙二醇酯、聚己二酸乙二醇丁二醇酯、聚ε-己内酯二醇中的一种或几种；

4.根据权利要求1所述锂电池用复合集流体，其特征在于：所述溶剂选择包括N,N-二甲基甲酰胺、去离子水其中任...

【技术特征摘要】

1.一种锂电池用复合集流体，其特征在于是由高极性聚合物夹层及其表面的金属镀层构成，所述高极性聚合物夹层的厚度为2～7μm，金属镀层厚度为50～1000nm；

2.根据权利要求1所述锂电池用复合集流体，其特征在于：所述二异氰酸酯单体包括如下结构式的化合物中的一种或者几种：

3.根据权利要求1所述锂电池用复合集流体，其特征在于：所述聚酯多元醇单体选择包括聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇丙二醇酯、聚己二酸乙二醇丁二醇酯、聚ε-己内酯二醇中的一种或几种；

4.根据权利要求1所述锂电池用复合集流体，其特征在于：所述溶剂选择包括n,n-二甲基甲酰胺、去离子水其中任意一种或他们的混合物。

5.根据权利要求1所述锂电池用复合集流体，其特征在于：所述二酰肼单体包括如下结构式的化合物中的一种或者几种：

6.根据权利要求1所述锂电池用复合集流体，其特征在于：所述交联剂包括如下结...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩，欧阳兆锋，王硕，王研，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：