一种泡沫铝内填充碳的复合集流体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种泡沫铝内填充碳的复合集流体及其制备方法和应用，属于复合集流体及其制备技术领域。本发明专利技术解决了现有泡沫铝正极集流体存在的导电性能仍有待提高的问题。本发明专利技术以氯化钠为模版剂与聚丙烯腈共混后填充在泡沫铝的三维通孔内，兵通过阶段热处理后，使用水溶解氯化钠，在泡沫铝的三维通孔内构筑多孔碳结构，得到的复合集流体结合了泡沫铝的三维多孔结构和多孔碳的高导电性，在显著提高了材料的机械强度，增强了集流体的结构稳定性的同时，连续的的多孔碳结构有效降低了该集流体材料与电极材料的接触电阻，提高导电性。并且该集流体具有的丰富的孔隙结构还有效改善了集流体在充放电过程中的体积应变，提升电池的循环稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种泡沫铝内填充碳的复合集流体及其制备方法和应用，属于复合集流体及其制备。

技术介绍

1、铝基材料因其优异的导电性和轻质特性而被广泛用作集流体材料。传统的商用铝基集流体材料主要包括铝箔、涂碳铝箔和泡沫铝。然而，这些材料在性能上存在一定的局限性，特别是在高能量密度和高功率密度的应用中。

2、作为最基本的集流体材料，铝箔具有良好的导电性和成本效益。但其表面光滑，与电极材料的接触面积有限，且在电池充放电过程中，铝箔无法有效缓冲体积变化，导致电池性能下降。

3、涂碳铝箔是通过在铝箔表面涂覆一层碳材料，提高了集流体的导电性和与电极材料的粘附力，降低了电池的内阻，提高了电池的倍率性能和循环稳定性。然而，涂碳铝箔的制备过程相对复杂，且碳层的均匀性和稳定性仍然是技术挑战。

4、泡沫铝以其三维多孔结构提供了更大的比表面积和更好的电化学性能，但其孔隙率大、机械强度低，且在空气中易形成氧化膜，导致与电极材料接触性差，电阻较高，不利于提高器件的功率密度，其导电性能仍有待提高。

技术实现思路...

【技术保护点】

1.一种复合集流体的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(1)中氯化钠：聚丙烯腈的质量比为1：(1～1000)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(1)得到的混合粉末的颗粒大小为0.1～100μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(3)中保护气为氩气。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(3)中两阶段保温的第一保温区为320～400℃，时间为2h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(3)中两阶段保温的第二保温区为600～650℃，时间...

【技术特征摘要】

1.一种复合集流体的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(1)中氯化钠：聚丙烯腈的质量比为1：(1～1000)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(1)得到的混合粉末的颗粒大小为0.1～100μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(3)中保护气为氩气。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(3)中两阶段保温的第一保温区为320～400℃，时间为2h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春丽，程勇，朱国俊，孙连山，原建光，尹东明，王立民，王照民，黄湃，丁南，曲慧，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：