【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集流体，具体而言，涉及一种改性集流体及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
1、随着锂离子电池技术的快速发展，如今对锂离子电池的功率性能、倍率性能和循环寿命等提出了更高的要求。磷酸盐体系功率型电池由于材料结构本身的电导率和电子导电性较低，通常采用碳包覆方式进行优化改性，然而锂离子电池集流体和活性材料的接触情况也是影响充放电性能的重要因素，因此，对集流体的改性也成为提高锂离子电池性能的有效方法。常用的改性手段是利用功能涂层对其进行表面处理，例如，将分散好的纳米导电石墨和炭黑颗粒均匀的涂覆在铝箔或铜箔上制备涂炭箔材，从而降低电池内阻和减小极化，进而提高锂离子电池的倍率性能和循环寿命。但是较低孔隙率的功能涂层阻碍了li+在电极中的扩散速率，从而降低了锂离子电池的倍率性能和循环寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种改性集流体及其制备方法、锂离子电池，以解决现有技术中孔隙率较低的功能涂层阻碍li+在电极中扩散导致锂离子电池的倍率性能和循环寿命较差的问题。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种改性集流体，该改性集流体包括依次层叠设置的第一功能改性涂层、第一纳米碳涂层、集流体、第二纳米碳涂层以及第二功能改性涂层；第一纳米碳涂层和第二纳米碳涂层各自独立地包括纳米碳涂层材料；第一功能改性涂层和第二功能改性涂层各自独立地包括纳米碳涂层材料和功能化改性材料。
3、进一步地，改性集流体的弯曲因子比为其中，为第一纳米碳涂层或第二纳
4、进一步地，第一功能改性涂层中功能化改性材料的质量含量为0.05～50％；和/或，第二功能改性涂层中功能化改性材料的质量含量为0.05～50％；和/或，纳米碳涂层材料选自导电石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管和vgcf中的任意一种或多种；和/或，功能化改性材料选自过渡金属氧化物纳米线、过渡金属氧化物纳米纤维、导电聚合物纳米线、导电聚合物纳米纤维、mxene和mofs中的任意一种或多种。
5、进一步地，过渡金属氧化物纳米线和过渡金属氧化物纳米纤维各自独立地选自ruo2、mno2、v2o5、nio2及其相应衍生物中的任意一种或多种；和/或，导电聚合物纳米线和导电聚合物纳米纤维各自独立地选自聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩及其相应衍生物中的任意一种或多种；和/或，mxene选自化学通式为mn+1xntx的过渡金属碳化物衍生的二维层状材料、化学通式为mn+1xntx的过渡金属氮化物衍生的二维层状材料、化学通式为mn+1xntx的过渡金属碳氮化物衍生的二维层状材料中的任意一种或多种，其中，m为过渡金属元素，m选自ti、v、cr、zr和nb中的任意一种或多种；x为碳元素和/或氮元素，tx为表面基团，表面基团选自羟基、氟基、羰基中的任意一种或多种，1≤n≤4；和/或，mofs为金属和有机配体组成的多孔材料，金属为金属离子和/或金属团簇，mofs选自网状金属-有机骨架材料、类沸石咪唑酯骨架材料、来瓦希尔骨架材料和孔-通道式骨架材料中的任意一种或多种。
6、进一步地，第一纳米碳涂层和第二纳米碳涂层的厚度各自独立地为0.5～80μm；和/或，第一纳米碳涂层和第二纳米碳涂层的宽度各自独立地为50～1000mm；和/或，第一功能改性涂层和第二功能改性涂层的厚度各自独立地为0.5～80μm；和/或，第一功能改性涂层和第二功能改性涂层的宽度各自独立地为50～1000mm；和/或，第一功能改性涂层、第一纳米碳涂层和集流体的厚度比为10～60：10～60：10～15；和/或，第二功能改性涂层、第二纳米碳涂层和集流体的厚度比为10～60：10～60：10～15；和/或，集流体的厚度为6～16μm；集流体为铜箔或铝箔；和/或，铝箔的厚度为12～16μm；和/或，铜箔的厚度为6～12μm；和/或，改性集流体的孔隙率为20～80％，优选为40～80％。
7、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种上述改性集流体的制备方法，该制备方法包括：步骤s1，将包括纳米碳涂层材料、第一分散剂、第一有机溶剂和第一粘接剂的原料进行第一混合，得到纳米碳涂层浆料；步骤s2，将包括纳米碳涂层材料、功能化改性材料、第二分散剂、第二有机溶剂和第二粘接剂的原料进行第二混合，得到功能改性涂层浆料；步骤s3，在集流体的两个相对的表面分别涂覆纳米碳涂层浆料，形成第一纳米碳涂层和第二纳米碳涂层；步骤s4，在第一纳米碳涂层和第二纳米碳涂层远离集流体的表面分别涂覆功能改性涂层浆料，形成第一功能改性涂层和第二功能改性涂层，即得到改性集流体。
8、进一步地，上述步骤s1还包括：步骤s11，将纳米碳涂层材料、第一分散剂和第一有机溶剂进行第一分散，得到第一导电浆料；步骤s12，将第一导电浆料和第一粘接剂进行第一混合，得到纳米碳涂层浆料；其中，纳米碳涂层材料、第一分散剂和第一有机溶剂的质量比为1：0.01～0.5：2～50；和/或，纳米碳涂层浆料的黏度为800～10000mpa·s，优选为850～9000mpa·s；和/或，第一分散的转速为20～10000rpm，和/或，第一分散的时间为0.5～1.5h，和/或，第一混合的时间为0.5～24h；和/或，第一分散剂选自阴离子型分散剂、阳离子型分散剂、非离子型分散剂和电中性型分散剂中的任意一种或多种；和/或，第一有机溶剂选自n-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、二甲基甲酰胺中的任意一种或多种；和/或，第一粘接剂选自聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯腈中的任意一种或多种。
9、进一步地，上述步骤s2还包括：步骤s21，将纳米碳涂层材料、功能化改性材料、第二分散剂和第二有机溶剂进行第二分散，得到第二导电浆料；步骤s22，将第二导电浆料和第二粘接剂进行第二混合，得到功能改性涂层浆料；其中，纳米碳涂层材料、功能化改性材料、第二分散剂和第二有机溶剂的质量比为1：0.01～0.95：0.01～0.5：2～50；和/或，功能改性涂层浆料的黏度为1200～10000mpa·s，优选为1500～9500mpa·s；和/或，第二分散的转速为50～8000rpm，和/或，第二分散的时间为0.5～1.5h，和/或，第二混合的时间为0.5～24h；和/或，第二分散剂选自阴离子型分散剂、阳离子型分散剂、非离子型分散剂和电中性型分散剂中的任意一种或多种；和/或，第二有机溶剂选自n-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、二甲基甲酰胺中的任意一种或多种；和/或，第二粘接剂选自聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯腈中的任意一种或多种。
10、进一步地，上述步骤s3还包括，在涂覆前对集流体进行清洗处理，清洗处理所用清洗剂为酸溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性集流体，其特征在于，所述改性集流体包括依次层叠设置的第一功能改性涂层、第一纳米碳涂层、集流体、第二纳米碳涂层以及第二功能改性涂层；
2.根据权利要求1所述的改性集流体，其特征在于，所述改性集流体的弯曲因子比为
3.根据权利要求1或2所述的改性集流体，其特征在于，所述第一功能改性涂层中功能化改性材料的质量含量为0.05～50％；和/或，所述第二功能改性涂层中功能化改性材料的质量含量为0.05～50％；和/或，所述纳米碳涂层材料选自导电石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管和VGCF中的任意一种或多种；和/或，所述功能化改性材料选自过渡金属氧化物纳米线、过渡金属氧化物纳米纤维、导电聚合物纳米线、导电聚合物纳米纤维、MXene和MOFs中的任意一种或多种。
4.根据权利要求3所述的改性集流体，其特征在于，所述过渡金属氧化物纳米线和所述过渡金属氧化物纳米纤维各自独立地选自RuO2、MnO2、V2O5、NiO2及其相应衍生物中的任意一种或多种；
5.根据权利要求1至4中任一项所述的改性集流体，其特征在于，所述第一纳米碳涂层和所述第二纳米碳涂
6.一种权利要求1至5中任一项所述改性集流体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
9.根据权利要求6至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3还包括，在所述涂覆前对所述集流体进行清洗处理，所述清洗处理所用清洗剂为酸溶液，所述酸溶液选自0.5～50wt％的醋酸溶液、0.5～37wt％的盐酸溶液和0.5～45wt％的磷酸溶液中的任意一种或多种；和/或，所述酸溶液的pH值为1～6。
10.一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，其特征在于，所述正极极片和/或所述负极极片包括权利要求1至5中任一项所述的改性集流体。
...【技术特征摘要】
1.一种改性集流体，其特征在于，所述改性集流体包括依次层叠设置的第一功能改性涂层、第一纳米碳涂层、集流体、第二纳米碳涂层以及第二功能改性涂层；
2.根据权利要求1所述的改性集流体，其特征在于，所述改性集流体的弯曲因子比为
3.根据权利要求1或2所述的改性集流体，其特征在于，所述第一功能改性涂层中功能化改性材料的质量含量为0.05～50％；和/或，所述第二功能改性涂层中功能化改性材料的质量含量为0.05～50％；和/或，所述纳米碳涂层材料选自导电石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管和vgcf中的任意一种或多种；和/或，所述功能化改性材料选自过渡金属氧化物纳米线、过渡金属氧化物纳米纤维、导电聚合物纳米线、导电聚合物纳米纤维、mxene和mofs中的任意一种或多种。
4.根据权利要求3所述的改性集流体，其特征在于，所述过渡金属氧化物纳米线和所述过渡金属氧化物纳米纤维各自独立地选自ruo2、mno2、v2o5、nio2及其相应衍生物中的任意一种或多种；
5.根据权利要求1至4中任一项所述的改性集流体，其特征在于，所述第一纳米碳涂层和所述第二纳米碳涂层的厚度各自独立地为0....
【专利技术属性】
技术研发人员：刘航，胡骐，王超，刘子文，何巍，刘金成，
申请(专利权)人：惠州亿纬动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：
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