一种双极性集流体及其制备方法
[0054]在双极性集流体制备过程中双极性集流体涂布正极活性材料一面的导电分流层采用真空蒸镀的铝膜，涂布负极活性材料一面的导电分流层采用电镀的铜膜，铜膜和铝膜的厚度分别为0.5 μ m。其余与实施例1制备方法相同。
[0055]实施例六
[0056]本实施例中，双极性集流体包括:导电基体薄膜I采用铜铝复合箔；聚合物阻挡层2a和2b采用聚偏氟乙烯；导电分流层3采用碳黑和聚偏氟乙烯复合涂层。
[0057]在双极性集流体制备过程中导电基体薄膜采用20 μ m的铜铝复合箔，铜铝复合箔的预处理:将铜铝复合箔裁剪成A4纸大小，用丙酮和乙醇分别超声清洗lOmin，热风干燥Imin0在室温下将铜铝复合箔浸入酸液中酸化1min取出，用蒸馏水清洗后干燥。其余与实施例1制备方法相同。
[0058]本发明具体实施例并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种双极性集流体，其特征在于，所述双极性集流体包括:导电基体薄膜、聚合物阻挡膜层和导电分流层；其中，导电基体薄膜的上下表面都覆盖有聚合物阻挡膜层和导电分流层，聚合物阻挡膜层位于导电基体薄膜和导电分流层之间且交错互补覆盖于导电基体薄膜的上下表面，聚合物阻挡膜层的总覆膜面积占导电基体薄膜表面积的比例为10%?90%，且导电基体薄膜上表面未被聚合物阻挡膜层覆盖的区域，其所对应的导电基体薄膜下表面区域一定被聚合物阻挡膜层覆盖。
2.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于:所述聚合物阻挡膜层的总覆膜面积占导电基体薄膜表面积的比例优选为50%?65% ;聚合物阻挡膜层的覆膜微区均匀间隔排列，每个覆膜微区面积大于等于0.25mm2。
3.如权利要求1和权利要求2所述的双极性集流体，其特征在于:所述导电基体薄膜上表面的未覆膜微区与下表面的覆膜微区相对应，且导电基体薄膜上表面的覆膜微区和下表面邻近的覆膜微区有所重叠，重叠的覆膜微区面积占覆膜微区面积的5%?50%，优选为10% ?20%O
4.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于:所述导电基体薄膜为铝箔、铜箔、镍箔、不锈钢箔、铝镍复合箔、铝铜复合箔中的一种或几种；所述导电基体薄膜的厚度为5 ?30 μ m0
5.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于:所述导电基体薄膜是导电填料与聚合物基体材料复合的聚合物复合导电薄膜；其中导电填料为钛粉、铜粉、铝粉、银粉、富锂硅粉、富锂锡粉中的一种或几种，或者，导电填料为碳黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或几种；所述聚合物基体材料是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、改性聚烯烃、聚乙炔、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚对苯撑乙烯及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一种或几种；其中导电填料的质量分数为40%?95%，优选为70%?80% ;所述导电基体薄膜的厚度为10?100 μ m。
6.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于:所述聚合物阻挡膜层的材料是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、改性聚烯烃、聚乙炔、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚对苯撑乙烯及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一种或几种；所述聚合物阻挡膜层与导电基体薄膜之间的粘结强度大于2.5N/mm,厚度为0.1?15 μ m。
7.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于:所述导电分流层为铝膜或铜膜的一种；所述导电分流层厚度为0.05?3 μ m。
8.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于:所述导电分流层为导电填料与粘结剂的混合物，其中，导电填料的质量分数不小于90%;所述导电分流层中粘结剂为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、改性聚烯烃、聚乙炔、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚对苯撑乙烯及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一种或几种；所述导电填料是钛粉、铜粉、铝粉、银粉、富锂硅粉、富锂锡粉中的一种或几种，或者是碳黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或几种；所述导电分流层厚度为0.5?5 μ m。
9.一种双极性集流体的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤: 1)导电基体薄膜的预处理: 所用导电基体薄膜为金属箔，对金属箔进行清洗、干燥、活化处理； 或者，所用导电基体薄膜为导电填料与聚合物基体材料复合的聚合物复合导电薄膜，对其进行清洗和干燥； 2)打印聚合物阻挡膜层: a.配制聚合物阻挡膜层打印用墨水:根据所用聚合物的种类选择不同溶剂和添加剂配成粘度在I?50mPa.s,表面张力20?60dyn/cm的稳定溶液:其中聚合物0.3?40wt.%,溶剂45?99.5wt.%，保湿剂0.1?1wt.%，表面活性剂0.1?5wt.%，室温搅拌0.5?6h，超声处理大于lOmin，过滤除去粒径大于0.2μπι的杂质后得到聚合物阻挡膜层打印用墨水； b.绘制聚合物阻挡膜层图样:利用画图软件绘制聚合物阻挡膜层图样，需保证聚合物阻挡膜层的覆膜微区均匀间隔排列且每块覆膜微区的面积大于等于0.25_2，聚合物阻挡膜层的总覆膜面积占导电基体薄膜表面积的10?90%，优选为50%?65%，导电基体薄膜两表面的覆膜微区交错互补覆盖，即导电基体薄膜上表面未被聚合物阻挡膜层覆盖的区域，其所对应的导电基体薄膜下表面区域一定被聚合物阻挡膜层覆盖，两表面覆膜微区的四周有占每块覆膜微区面积5%?50%的重叠覆膜区，优选为10%?20% ； c.打印聚合物阻挡膜层:在导电基体薄膜的两表面打印所绘制聚合物阻挡膜层图样，通过色度、饱和度、亮度的设置和重复打印控制打印膜层厚度在0.1?15 μ m ;—面打印完成后在40?160°C下真空干燥除去溶剂后，再打印另一面，最后在70?280°C，0.1?3MPa下热压定型和退火处理； 3)复合导电分流层:在覆盖聚合物阻挡膜层的导电基体薄膜上下表面采用真空蒸镀、流延、旋涂、热压、喷墨打印等方法复合导电分流层；导电分流层厚度在0.05?5μπι。
【专利摘要】本发明提供一种双极性集流体及其制备方法。本发明的双极性集流体包括：导电基体薄膜、聚合物阻挡膜层和导电分流层，导电基体薄膜的上下表面都覆盖有聚合物阻挡膜层和导电分流层，聚合物阻挡膜层位于导电基体薄膜和导电分流层之间且交错互补覆盖于导电基体薄膜的上下表面。其中聚合物阻挡膜层可有效阻碍电解液或凝胶电解质在双极性集流体内部的渗漏，防止电池短路；聚合物阻挡膜层双面互补的交错覆膜结构与导电分流层的协同作用，增加了双极性集流体表面电荷分布的均匀性，并最大限度减轻了聚合物阻挡膜层对双极性集流体导电性能弱化的影响，降低了集流体的表面接触电阻；采用喷墨打印的方法制备双极性集流体，高效节能清洁，适用于工业化生产。
【IPC分类】H01M4-66
【公开号】CN104577132
【申请号】CN201310486469
【发明人】陈永翀, 何颖源, 张艳萍, 张萍, 王秋平
【申请人】北京好风光储能技术有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月17日
文档序号 :
【 8262821 】
技术研发人员：陈永翀,何颖源,张艳萍,张萍,王秋平
技术所有人：北京好风光储能技术有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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