【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，涉及一种集流体的制备方法，具体涉及一种用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池因其具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应等优点已经被应用于电池汽车、便携电子设备、工商业储能等。该体系是被认为是最具潜力的电化学储能技术之一，其在更广泛的应用场景的开发与探索也受到关注，比如深空、寒地，这些应用场景对锂离子电池的低温放电性能提出了要求。目前商业化的锂/钠离子二次电池在低温下，低于-40℃几乎无法放电，尤其是在大倍率条件，这限制了其在寒地储能、低空无人机和智能装备中的应用。低温下锂离子电解液电导率下降，电极材料的电极动力学缓慢，导致低温下难以放电，另外对于电极本身，在放电时，靠近集流体一侧的活性物质消耗了锂离子，从而导致电子导电率高而离子导电率低，靠近隔膜一侧则表现为离子电导率高而电子电导率低，这种离子与电子传导速率的失衡也使得电池的低温性能下降。
2、采用低温电解液、低温添加剂以及电极材料纳米化或者多孔电极均对电池的低温性能有所改善，然而以上方法无法缓解电极内部的离子电子电导失衡问题(尤其是在厚电极内部)，这使得低温下锂/离子电池面临大倍率放电不足的问题，限制了电池组的功率性能。需要在低温下平衡电极内部离子电导和电子电导，实现电极活性材料的容量发挥，从而达到电池高倍率放电和极低温放电的效果，推广其在我国高原高寒地区的应用。
技术实现思路
1、为了解决低温锂离子电池电极内部由于靠近集流体一测离子电子不平衡，导致放
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，包括如下步骤：
4、步骤1、多孔聚合物基底制备：
5、步骤1-1、将前驱体1号和前驱体2号以10～80:10～80的质量比共混，总质量为0.5～5g，加入到20～60ml反应溶剂1号中，以300～1500r/min的转速搅拌30～90min；
6、步骤1-2、自然挥发溶剂，置于30～90℃真空条件烘干5～24h，获得粉末状物质；
7、步骤1-3、将粉末物质和前驱体3号以10～80:10～80的质量比，总质量1～10g，加入到20～60ml反应溶剂2号中，以300～1500r/min的转速，30～90℃条件搅拌30～90min，获得均匀的聚合物溶液；
8、步骤1-4、将聚合物溶液置于静电纺丝设备中，将其喷出成型，形成直径为10～25μm聚合物基纤维丝，随后编织成三维网状的多孔聚合物基底，作为制备复合集流体的基底；
9、本步骤中，前驱体1号、前驱体2号和前驱体3号选自甲基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-异氰基乙酯、季戊四醇四丙烯酸酯、四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯、丙烯腈、聚乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯中的三种；
10、本步骤中，以500～2000r/min的转速搅拌的同时以100～2000w紫外光照射5～60min；
11、本步骤中，反应溶剂1号和反应溶剂2号选自四氢呋喃、nmp、丙酮、异丙醇、乙醇中的两种；
12、步骤2、金属基预浸液制备：
13、步骤2-1、将5～20mg的纳米级金属颗粒加入到反应溶剂3号中，以300～1800r/min的速度搅拌0.5～6h；
14、步骤2-2、加入0.2～0.8mg表面活性剂，继续以500～1500r/min的速度搅拌0.5～6h；
15、步骤2-3、将步骤2-2得到的混合物转移至超声机中，以200～1600w的功率处理0.5～10h，获得金属基预浸液；
16、本步骤中，纳米级金属颗粒为直径50～100nm的纳米银颗粒、纳米钯颗粒纳米锌颗粒、纳米金颗粒、纳米铁颗粒、纳米铂颗粒中的一种；
17、本步骤中，反应溶剂3号为水、异丙醇、乙醇、甲醇、正丁醇、乙二醇、丙酮、甲苯中的一种；
18、本步骤中，表面活性剂为聚乙二醇600、聚乙二醇400、十二烷基苯磺酸钠中的一种；
19、步骤3、多孔复合金属集流体制备：
20、步骤3-1、将多孔聚合物基底浸入在金属基预浸液中，使得其表面覆盖有导电性的金属颗粒；
21、步骤3-2、配置铜电镀液：在水中，加入铜离子源、加速剂、抑制剂、整平剂，其浓度分别为10～80g/l、1～5ml/l、0.5～8ml/l、1～10ml/l；
22、步骤3-3、将表面覆盖有导电性金属颗粒的多孔复合聚合物基底浸入铜电镀液中，连接电源，在25℃的恒温下，以0.1～0.24a/dm2的电流密度进行20～100s电镀，获得多孔复合铜集流体；
23、步骤3-4、将表面覆盖有导电性金属颗粒的多孔复合聚合物基底置于磁控溅射仪中，调节靶材为铝源，以20～500kev的电压进行溅射，获得多孔复合铝集流体；
24、本步骤中，加速剂为二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠(dps)、3-巯基-1-丙烷磺酸钠(mps)、聚二硫二丙烷磺酸钠(sps)中的一种；
25、本步骤中，抑制剂为聚醚、聚醇类化合物中的一种；
26、本步骤中，整平剂为聚乙烯亚胺盐类、eo-po季胺盐类、聚乙烯亚胺季胺盐类的、聚胺类物质中的一种。
27、相比于现有技术，本专利技术具有如下优点：
28、1、本专利技术制备的多孔复合集流体具有浸润电解液的功能，因此在靠近集流体一侧具有充足的离子源，相比于常规的集流体，本专利技术制备的多孔复合集流体在低温下具有较低的内阻和高倍率放电性能。
29、2、本专利技术制备的多孔复合集流体相对于常规的金属集流体，其重量更轻，有利于电池的轻量化，实现更高能量密度的电池。
30、3、本专利技术制备的多孔复合集流体因为具有存储电解液的能力，因此可以缓解电解液干涸带来的衰减，延长电池寿命。
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1.一种用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述步骤1中，以500～2000r/min的转速搅拌的同时以100～2000W紫外光照射5～60min。
3.根据权利要求1所述的用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述步骤1中，反应溶剂1号和反应溶剂2号选自四氢呋喃、NMP、丙酮、异丙醇、乙醇中的两种；纳米级金属颗粒为纳米银颗粒、纳米钯颗粒纳米锌颗粒、纳米金颗粒、纳米铁颗粒、纳米铂颗粒中的一种。
4.根据权利要求1或3所述的用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述纳米级金属颗粒的直径为50～100nm。
5.根据权利要求1所述的用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述步骤1中，聚合物基纤维丝的直径为10～25μm。
6.根据权利要求1所述的用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，
7.根据权利要求1所述的用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述步骤3中，加速剂为二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠、3-巯基-1-丙烷磺酸钠、聚二硫二丙烷磺酸钠中的一种；抑制剂为聚醚、聚醇类化合物中的一种；整平剂为聚乙烯亚胺盐类、EO-PO季胺盐类、聚乙烯亚胺季胺盐类的、聚胺类物质中的一种。
8.根据权利要求1所述的用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述步骤3-3替换为：将表面覆盖有导电性金属颗粒的多孔复合聚合物基底置于磁控溅射仪中，调节靶材为铝源，以20～500keV的电压进行溅射，获得多孔复合铝集流体。
9.一种权利要求1-8任一项所述方法制备的复合集流体在锂离子电池或者钠离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述步骤1中，以500～2000r/min的转速搅拌的同时以100～2000w紫外光照射5～60min。
3.根据权利要求1所述的用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述步骤1中，反应溶剂1号和反应溶剂2号选自四氢呋喃、nmp、丙酮、异丙醇、乙醇中的两种；纳米级金属颗粒为纳米银颗粒、纳米钯颗粒纳米锌颗粒、纳米金颗粒、纳米铁颗粒、纳米铂颗粒中的一种。
4.根据权利要求1或3所述的用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述纳米级金属颗粒的直径为50～100nm。
5.根据权利要求1所述的用于低温可快速放电的低锂离子电池用复合集流体的制备方法，其特征在于所述步骤1中，聚合物基纤维丝的直径为10～25μm。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王悦，梁建权，张朋，张健，王家钧，安汉文，李璐，张可心，李中原，王磊，赵富超，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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