【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，特别是涉及一种多孔集流体及其制备方法、负极极片和电池。
技术介绍
1、对于二次电池，为获得更高的能量密度，目前一种主要的技术手段是在集流体上涂覆较厚活性物质层，形成厚电极极片，通过提高单位体积活性物质的负载量来提升能量密度，这种方法虽然能提升电池的能量密度但是给电池的电化学性能带来了新的挑战。因为当电极极片中的活性物质层厚度过厚时，电池的快充能力较低，电芯内部极化增加，活性离子（例如锂离子或钠离子）和电子扩散的路径增加，同时电解液对活性物质层的浸润困难，会导致电池的倍率性能变差。更为关键的是，目前广泛使用的集流体材料，例如铝箔或铜箔等，不具有孔隙结构，电解液往往难以直接穿透，这限制了电极之间的活性离子传输只能在集流体的单边进行，因此进一步限制了厚电极极片的倍率性能。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例为解决
技术介绍
中存在的至少一个问题而提供一种多孔集流体及其制备方法、负极极片和电池。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种多孔集流体，包括：
3、层叠设置的第一多孔结构层和第二多孔结构层，所述第一多孔结构层和所述第二多孔结构层的材料均包括铜和锌；
4、所述第一多孔结构层的孔径大于所述第二多孔结构层的孔径，所述第一多孔结构层的孔隙率小于所述第二多孔结构层的孔隙率。
5、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述多孔集流体满足如下特征（1）~（6）中的至少一者：
6、（1）所述第一多孔结构层的孔径为2
7、（2）所述第二多孔结构层的孔径小于2μm；
8、（3）所述第一多孔结构层的孔隙率为10%~20%；
9、（4）所述第二多孔结构层的孔隙率为25%~35%；
10、（5）所述第一多孔结构层的厚度为10μm~20μm；
11、（6）所述第二多孔结构层的厚度为5μm~10μm。
12、第二方面，本申请实施例提供了一种多孔集流体的制备方法，所述方法包括以下步骤：
13、s1：将第一铜粉、第一锌粉和聚偏氟乙烯粉末溶于第一溶剂中，混合均匀，得到第一混合物；
14、s2：将所述第一混合物涂覆在载体上，进行干燥处理，得到第一多孔结构层；
15、s3：将第二铜粉、第二锌粉和聚偏氟乙烯粉末溶于第二溶剂中，混合均匀，得到第二混合物；所述第一铜粉和所述第一锌粉的颗粒尺寸与所述第二铜粉和所述第二锌粉的颗粒尺寸不同；
16、s4：将所述第二混合物涂覆在所述第一多孔结构层上，进行干燥处理，得到层叠在所述第一多孔结构层上的第二多孔结构层。
17、结合本申请的第二方面，在一可选实施方式中，步骤s1满足如下特征（1）~（3）中的至少一者：
18、（1）所述第一铜粉、所述第一锌粉和所述聚偏氟乙烯粉末的质量比为（80~90）：（10~20）：0.1；
19、（2）所述第一铜粉和所述第一锌粉的颗粒尺寸为2μm~5μm；
20、（3）所述第一溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种。
21、结合本申请的第二方面，在一可选实施方式中，步骤s2满足如下特征（1）~（6）中的至少一者：
22、（1）所述第一混合物涂覆的厚度为10μm~20μm；
23、（2）所述第一混合物涂覆的工艺为喷涂；
24、（3）所述干燥处理为真空烘干，烘干的温度为80℃~100℃；
25、（4）所述载体包括石英板；
26、（5）所述第一多孔结构层的孔径为2μm~5μm；
27、（6）所述第一多孔结构层的孔隙率为10%~20%。
28、结合本申请的第二方面，在一可选实施方式中，步骤s3满足如下特征（1）~（3）中的至少一者：
29、（1）所述第二铜粉、所述第二锌粉和所述聚偏氟乙烯粉末的质量比为（80~90）：（10~20）：0.1；
30、（2）所述第二铜粉和所述第二锌粉的颗粒尺寸为1μm~2μm；
31、（3）所述第二溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种。
32、结合本申请的第二方面，在一可选实施方式中，步骤s4满足如下特征（1）~（4）中的至少一者：
33、（1）所述第二混合物涂覆的厚度为5μm~10μm；
34、（2）所述第二混合物涂覆的工艺为喷涂；
35、（3）所述第二多孔结构层的孔径小于2μm；
36、（4）所述第二多孔结构层的孔隙率为25%~35%。
37、结合本申请的第二方面，在一可选实施方式中，所述方法还包括：
38、将压板置于所述第二多孔结构层上，在保护气体气氛下对所述第一多孔结构层和所述第二多孔结构层进行热处理，冷却后，取出所述第一多孔结构层和所述第二多孔结构层，进行洗涤和干燥；其中，所述热处理具有如下特征中的至少一项：a）所述保护气体包括还原性气体或者包括还原性气体和惰性气体；b）所述热处理的温度为400℃~500℃；c）所述热处理的保温时间为2h~4h；d）所述热处理的升温速率为5℃/min~10℃/min。
39、第三方面，本申请实施例提供了一种负极极片，所述负极极片包括如第一方面中任一项所述的多孔集流体或者包括如第二方面中任一项所述的制备方法制备得到的多孔集流体。
40、第四方面，本申请实施例提供了一种电池，包括如第三方面所述的负极极片。
41、与现有技术相比，本申请实施例具有以下有益效果：
42、本申请实施例所提供的多孔集流体及其制备方法、负极极片和电池，多孔集流体包括：层叠设置的第一多孔结构层和第二多孔结构层，第一多孔结构层和第二多孔结构层的材料均包括铜和锌；第一多孔结构层的孔径大于第二多孔结构层的孔径，第一多孔结构层的孔隙率小于第二多孔结构层的孔隙率。通过第一多孔结构层和第二多孔结构层形成孔径和孔隙率的双梯度分布，在多孔集流体中构建了毛细管结构，使得电解液可以通过毛细管作用快速通过多孔集流体渗透到活性物质层，有效提高了电池的保液能力，多孔集流体中梯度分布的孔径和孔隙率结构，能进一步诱导活性离子快速通过，并且多孔集流体使得活性离子能够穿过多孔集流体传输，可以将活性离子传输至活性物质层的距离缩短一半，因此能够显著提升电池的倍率性能。此外，多孔集流体具有三维多孔的结构，能大大提升电极极片中多孔集流体与活性物质层的粘结力，从而保障电池循环过程中电极极片的稳定性，防止出现掉粉现象。
43、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
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1.一种多孔集流体，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多孔集流体，其特征在于，所述多孔集流体满足如下特征（1）~（6）中的至少一者：
3.一种多孔集流体的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的多孔集流体的制备方法，其特征在于，步骤S1满足如下特征（1）~（3）中的至少一者：
5.根据权利要求3所述的多孔集流体的制备方法，其特征在于，步骤S2满足如下特征（1）~（6）中的至少一者：
6.根据权利要求3所述的多孔集流体的制备方法，其特征在于，步骤S3满足如下特征（1）~（3）中的至少一者：
7.根据权利要求3所述的多孔集流体的制备方法，其特征在于，步骤S4满足如下特征（1）~（4）中的至少一者：
8.根据权利要求3至7中任一项所述的多孔集流体的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括权利要求1或2所述的多孔集流体或者包括权利要求3至8中任一项所述的制备方法制备得到的多孔集流体。
10.一种电
...【技术特征摘要】
1.一种多孔集流体，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多孔集流体，其特征在于，所述多孔集流体满足如下特征（1）~（6）中的至少一者：
3.一种多孔集流体的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的多孔集流体的制备方法，其特征在于，步骤s1满足如下特征（1）~（3）中的至少一者：
5.根据权利要求3所述的多孔集流体的制备方法，其特征在于，步骤s2满足如下特征（1）~（6）中的至少一者：
6.根据权利要求3所述的多孔集流体...
【专利技术属性】
技术研发人员：江柯成，张浩，章文，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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