【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池，涉及一种集流体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、新能源汽车行业高速发展，进一步推动了锂离子电池领域的发展。铜集流体作为锂离子电池负极集流体中的基础材料，其性能直接影响到锂离子电池的性能以及使用寿命。目前负极集流体的主要是铜金属箔材，但是铜的密度大，不利于提升电池的能量密度以及提升电池的续航能力。相比传统的集流体，基于高分子聚合物膜的复合集流体具有成本低、质量轻、内部绝缘性好等特点。这些特点使得复合集流体在电池中应用时能够降低电池的成本、并提升电池的能量密度及安全性。
2、此外，电池负极材料大多使用硅基材料，但是在充放电的过程中，硅锂合金的生成与分解伴随着巨大的体积变化，这种体积的变化通常会导致硅颗粒会发生破裂粉化，负极活性物质会从电极片上脱落，从而降低电池的使用寿命。
3、因此，有必要开发一种新的集流体，从而降低集流体的能量密度以及提升集流体与电极材料的结合力。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种集流体及其制备方法和应用。本专利技术的集流体不仅具有良好的导电性，还能够有效提高集流体和电极材料的结合力，解决了电极材料易脱落的问题，并且能够降低集流体的质量，从而提高采用其制备的电池的能量密度。
2、为达上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种集流体，所述集流体包括导电基膜，所述导电基膜的表面设置有第一导电层，所述第一导电层在远离所述集流体的
4、本专利技术中，具有多孔结构的导电层的厚度占所述导电层总厚度的50％以下，例如可以是50％、48％、45％、42％、40％、38％、36％、35％、33％、30％、28％、25％、22％、20％、18％、16％、14％、12％、10％、8％、5％或3％等。
5、本专利技术以导电基膜作为基材，在其表面设置第一导电层，并调控其形貌使其在远离集流体的一侧具有特定厚度的无序的多孔结构，可以在保证集流体具有良好的导电性的同时，降低金属的用量，并有效提升集流体与电极材料的结合力。
6、以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
7、优选地，所述具有多孔结构的导电层的厚度占所述导电层总厚度的10％-45％。
8、优选地，所述导电基膜包括高分子膜以及设置在所述高分子膜表面的第二导电层，或者，所述导电基膜包括高分子膜以及分散在所述高分子膜内部的导电颗粒。本专利技术对导电颗粒的种类不作具体限定，例如可以是碳纳米管、碳纳米纤维或炭黑等。
9、优选地，所述高分子膜包括对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚丙烯(pp)、聚酰亚胺(pi)、聚乙烯(pe)、聚丙乙烯、聚氯乙烯(pvc)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚苯硫醚(pps)、聚苯醚(ppo)和聚苯乙烯(ps)中的至少一种。
10、优选地，所述第一导电层和第二导电层独立地为铜层、铝层、铜合金层或铝合金层中的至少一种。
11、优选地，所述第二导电层的厚度为50nm-100nm，例如可以是50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm等。此处的厚度指的是单侧厚度。
12、优选地，所述第二导电层通过磁控溅射的方法制备。
13、采用磁控溅射的方法制备第二导电层的好处在于，制备得到的导电金属层结构致密、均匀，且厚度可控，能够得到致密、均匀且薄的膜层。
14、优选地，所述高分子膜和所述第二导电层之间还包括基底层，所述基底层为金属层、金属氧化物层或合金层。基底层与第二导电层之间的结合力要优于高分子膜，因此，通过设置基底层，提升了对第二导电层的结合力。
15、优选地，所述基底金属层包括硅铝合金层、氧化铝层、镍铬合金层、金属镍层或金属铬层中的至少一种。
16、优选地，所述基底层的厚度为10nm-50nm，例如可以是10nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、18nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm等。
17、优选地，所述基底层通过磁控溅射的方法制备。采用磁控溅射的方法制备基底层的好处在于，制备得到的基底金属层结构致密、均匀，且厚度可控，能够得到致密、均匀且薄的膜层。
18、作为本专利技术所述集流体的优选技术方案，所述具有多孔结构的导电层中，孔的平均孔径为0.1μm-10μm，例如可以是0.1μm、0.3μm、0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm或10μm等，优选为0.5μm-5μm。平均孔径过小时，电极材料与集流体的接触表面积较小，粘结力提升有限；而平均孔径过大时，会导致采用该集流体制备的极片的力学性能下降。
19、优选地，所述具有多孔结构的导电层中，孔隙率为1％-50％，例如可以是1％、2％、4％、5％、7％、8％、10％、12.5％、15％、17％、20％、23％、26％、30％、32.5％、35％、38％、40％、43％、45％、46％、48％或50％等，优选为20％-40％。当孔隙率过低时，集流体与电极材料的结合力不好；而当孔隙率过高时，采用该集流体制备的极片的导电性能也会下降。
20、优选地，所述第一导电层包括第一铜层和第二铜层，所述第一铜层靠近所述集流体，所述第二铜层远离所述集流体，所述第二铜层具有无序的多孔结构。
21、优选地，所述第一铜层的厚度d1为350nm-1250nm，例如可以是350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm、1000nm、1050nm、1100nm、1150nm、1200nm或1250nm等。优选地，所述第二铜层的厚度d2为0-625nm且不含0，例如可以是0.5nm、1nm、3nm、6nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、60nm、70nm、80nm、100nm、125nm、150nm、165nm、180nm、200nm、225nm、240nm、260nm、280nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm或625nm等。优选地，所述第一铜层和所述第二铜层均通过水电镀的方法制备。
22、优选地，在所述集流体的任意一侧，所述第一导电层、第二导电层和基底层的总厚度为500nm-2000nm，例如可以是500nm、550nm、600nm、650nm、70本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集流体，其特征在于，所述集流体包括导电基膜，所述导电基膜的表面设置有第一导电层，所述第一导电层在远离所述集流体的一侧具有多孔结构，所述多孔结构为无序的多孔结构，具有多孔结构的导电层的厚度占所述第一导电层总厚度的50％以下。
2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述具有多孔结构的导电层的厚度占所述导电层总厚度的10％-45％；
3.根据权利要求1或2所述的集流体，其特征在于，所述具有多孔结构的导电层中，孔的平均孔径为0.1μm-10μm，优选为0.5μm-5μm；
4.根据权利要求1-3任一项所述的集流体，其特征在于，在所述集流体的任意一侧，第一导电层、第二导电层和基底层的总厚度为500nm-2000nm，优选的总厚度为800nm-1300nm。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的集流体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述高分子膜的表面制备第二导电层之前，先在所述高分子膜的表面制备基底层；
7.根据权利要求5或6所述的制备方法
8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述水电镀的方法中，阳极为镀铱电极；
9.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括权利要求1-4任一项所述的集流体以及设置在所述集流体表面的负极材料层。
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求9所述的负极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种集流体，其特征在于，所述集流体包括导电基膜，所述导电基膜的表面设置有第一导电层，所述第一导电层在远离所述集流体的一侧具有多孔结构，所述多孔结构为无序的多孔结构，具有多孔结构的导电层的厚度占所述第一导电层总厚度的50％以下。
2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述具有多孔结构的导电层的厚度占所述导电层总厚度的10％-45％；
3.根据权利要求1或2所述的集流体，其特征在于，所述具有多孔结构的导电层中，孔的平均孔径为0.1μm-10μm，优选为0.5μm-5μm；
4.根据权利要求1-3任一项所述的集流体，其特征在于，在所述集流体的任意一侧，第一导电层、第二导电层和基底层的总厚度为500nm-2000nm，优选的总厚度为800nm-1300nm。
5.一种如...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾来源，朱中亚，夏建中，韩梦婕，李学法，张国平，
申请(专利权)人：扬州纳力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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