负极集流体的制备方法、负极集流体及储能装置制造方法及图纸

本申请涉及新能源技术领域，尤其涉及一种负极集流体的制备方法、负极集流体及储能装置。一种负极集流体的制备方法，所述方法包括：提供金属纳米线；将所述金属纳米线加入溶剂中，得到中间浆料；在所述中间浆料中加入添加剂，得到金属纳米线浆料，所述添加剂包括分散剂；将所述金属纳米线浆料涂覆于铜箔，得到所述负极集流体。本申请提供的负极集流体的制备方法，可以避免出现负极集流体上电荷分布不均匀的问题，从而可以减少电荷尖端效应的情况发生，使得负极集流体不会出现锂枝晶生长的问题，保证了储能装置的循环寿命。保证了储能装置的循环寿命。保证了储能装置的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
负极集流体的制备方法、负极集流体及储能装置


[0001]本申请涉及新能源
，尤其涉及一种负极集流体的制备方法、负极集流体及储能装置。

技术介绍

[0002]传统的二次电池的电极组件，是由包含正极活性材料的正极集流体、隔膜、包含负极活性材料的负极集流体构成，基于锂离子插层化学的传统锂电池已经无法满足新兴领域对锂电池的能量密度的需求。其中，无负极锂金属电池(AF
‑
LMB)省去了初始负极活性材料的使用，大幅度减少了电极组件的厚度，在将电池能量密度提升到极限的同时还减少电池生产成本，是一种理想的高能量密度体系。然而，没有负极侧的稳定宿主材料的保护或过量活性锂的补偿，在循环过程中由“死锂”的产生以及电解液和金属锂之间的副反应所导致的锂资源的不可逆损耗都会直接体现在电池容量的损失上。因此，无负极金属锂电池追求长循环寿命和高能量密度成为相互制约的因素，这导致二次电池进一步改良的困难。

技术实现思路

[0003]本申请公开了一种负极集流体的制备方法、负极集流体及储能装置，其能够避免“死锂”的产生，进而可以保证储能装置的循环寿命。
[0004]为了实现上述目的，第一方面，本申请公开一种负极集流体的制备方法，包括：
[0005]提供金属纳米线；
[0006]将所述金属纳米线加入溶剂中，得到中间浆料；
[0007]在所述中间浆料中加入添加剂，得到金属纳米线浆料，所述添加剂包括分散剂；
[0008]将所述金属纳米线浆料涂覆于铜箔，得到所述负极集流体。
[0009]首先，可以提供金属纳米线，在提供金属纳米线之后，可以将该金属纳米线加入溶剂中，使得溶剂及金属纳米线共同形成中间浆料。接着，可以在中间浆料中加入分散剂，使得金属纳米线均匀的分散在中间浆料中，中间浆料及分散剂共同形成金属纳米线浆料，最后，将金属纳米线浆料涂覆于铜箔，该涂覆于铜箔上的金属纳米线浆料及铜箔可以共同形成负极集流体。
[0010]其中，由于金属纳米线浆料具有很好的导电性，因此，通过将金属纳米线浆料涂覆于铜箔所制得的负极集流体，当该负极集流体应用在储能装置中时，相比于纯铜箔的负极集流体来说，一方面，可以避免出现负极集流体上电荷分布不均匀的问题，从而可以减少电荷尖端效应的情况发生，进而可以避免出现负极集流体上锂枝晶生长的问题，保证了储能装置的循环寿命。
[0011]另一方面，由于金属纳米线浆料涂覆于铜箔上之后，会在铜箔上形成网格状的结构，在电势差的作用下，锂会优先沉积在网孔内，锂会在铜箔的表面上形成平整的锂层，该锂层的结构非常的稳定，因此，可以避免对储能装置中的锂进行长期大量的消耗，使得储能装置的寿命变长，同时，因为省去了负极活性材料，负极极片可以做得更薄，卷制的电极组
件的整体厚度也可以做得更薄，这提升了储能装置单位体积的能量密度，为更多新兴领域提供超高能量密度的储能装置。
[0012]可选地，所述提供金属纳米线包括：
[0013]采用水热法对目标金属进行处理，生成所述金属纳米线。
[0014]由于金属纳米线的直径和长度可以根据对目标金属进行水热法处理的时长来决定，因此，通过调整水热法处理的时长即可实现调整金属纳米线的直径和长度的目的，可控性非常的好，并且通过水热法生成的各个金属纳米线的直径和长度的一致性也非常的好。
[0015]可选地，所述采用水热法对目标金属进行处理之前，所述方法包括：
[0016]对含有所述目标金属离子的硝酸类盐进行氧化还原处理，得到所述目标金属。
[0017]由于硝酸类盐成本低廉，且对环境友好，因此，通过对含有目标金属离子的硝酸类盐进行氧化还原处理得到目标金属的方式可以在一定程度上降低整个负极集流体的制备成本，也使得负极集流体的制备过程更加的环保。
[0018]可选地，所述目标金属为铜或者银。
[0019]可选地，所述金属纳米线的直径为D、长度为L，5nm≤D≤40nm，5μm≤L≤50μm。
[0020]当5nm≤D≤40nm，5μm≤L≤50μm时，可以使得金属纳米线浆料的导电性更好，并且，该直径和长度也有利于金属纳米线均匀的分布在金属纳米线浆料中，进而可以更好地避免出现负极集流体锂枝晶生长的问题。
[0021]可选地，所述溶剂为水。
[0022]当溶剂为水时，可以降低负极集流体的制备成本。
[0023]可选地，所述添加剂还包括：粘结剂。
[0024]当添加剂还包括粘结剂时，可以使得金属纳米线浆料的附着力更好，进而使得当金属纳米线浆料涂覆于铜箔时，可以使得金属纳米线浆料更牢固的附着在铜箔上。
[0025]可选地，所述金属纳米线浆料的固含量为0.01
‰‑
0.1
‰
。
[0026]当金属纳米线浆料的固含量位于0.01
‰‑
0.1
‰
内时，一方面，可以使得金属纳米线浆料的固含量既不会太低导致金属纳米线浆料的导电性较差，另一方面，也不会使得金属纳米线浆料固含量过高导致成本的高昂，也即是，可以降低金属纳米线浆料的成本。
[0027]可选地，涂覆于所述铜箔的所述金属纳米线浆料的厚度为H，0.1μm≤H≤1.5μm。
[0028]通过使得0.1μm≤H≤1.5μm，经专利技术人研究发现，一方面，金属纳米线浆料的厚度不会太薄，从而可以减少电荷尖端效应的情况发生，进而可以避免出现负极集流体锂枝晶生长的问题。另一方面，金属纳米线浆料的厚度也不会太厚造成金属纳米线浆料的用料较多，导致成本较高的问题。
[0029]可选地，所述将所述金属纳米线浆料涂覆于铜箔之后，所述方法还包括：
[0030]对涂覆于所述铜箔的所述金属纳米线浆料进行干燥处理。
[0031]通过对涂覆于铜箔的金属纳米线浆料进行干燥处理，可以使得金属纳米线浆料更牢固的附着于铜箔，进而可以避免金属纳米线浆料从铜箔上被蹭下来的情况发生。
[0032]可选地，所述对涂覆于所述铜箔的所述金属纳米线浆料进行干燥处理，包括：
[0033]对所述金属纳米线浆料进行吹风干燥，其中，风速为V，风向与所述铜箔之间的夹角为a，15m/min≤V≤30m/min，30
°
≤a≤60
°
。
[0034]当风的风速小于15m/min时，干燥效果较差，当风速大于30m/min时，会使得涂覆于
铜箔的金属纳米线浆料被吹出凹坑，导致金属纳米线浆料在铜箔上的厚度不均匀，因此，通过使得15m/min≤V≤30m/min，可以使得对金属纳米线浆料的干燥效果较好的同时还不会使得涂覆于铜箔的金属纳米线浆料被吹出凹坑，可以使得涂覆于铜箔的金属纳米线浆料厚度更加的均匀。
[0035]通过使得30
°
≤a≤60
°
，可以使得各个金属纳米线顺着风向平铺于铜箔，一方面，可以更好的避免金属纳米线垂直于铜箔的情况发生，另一方面，也可以使得各个金属纳米线的延本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极集流体的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供金属纳米线；将所述金属纳米线加入溶剂中，得到中间浆料；在所述中间浆料中加入添加剂，得到金属纳米线浆料，所述添加剂包括分散剂；将所述金属纳米线浆料涂覆于铜箔，得到所述负极集流体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供金属纳米线，包括：采用水热法对目标金属进行处理，生成所述金属纳米线。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用水热法对目标金属进行处理之前，所述方法包括：对含有所述目标金属离子的硝酸类盐进行氧化还原处理，得到所述目标金属。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标金属为铜或者银。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属纳米线的直径为D、长度为L，5nm≤D≤40nm，5μm≤L≤50μm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂为水。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加剂还包括：粘结剂。8.根据权利要求1
‑
7任一项所述的方法，其特征在于，所述金属纳米线浆料的固含量为0.01
‰‑
0.1
‰
。9.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫士鼎，范均，
申请(专利权)人：厦门海辰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：