本發(fā)明涉及鋰電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種鋰離子電池用集流體的制備方法。
背景技術(shù)：
：鋰電池作為一種有效的能量轉(zhuǎn)換和能量存儲設(shè)備，自發(fā)明以來一直倍受到關(guān)注，其工作電壓高、能量密度大、比能量高、比功率大、放電平穩(wěn)、無記憶效應(yīng)等特點廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品。雖然鋰電池在3c產(chǎn)品中取得了很大成功，但其在動力應(yīng)用和儲能領(lǐng)域仍處于起步階段，制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素是復(fù)合材料，目前主要應(yīng)用于動力和儲能領(lǐng)域的正極材料是磷酸鐵鋰，磷酸鐵鋰相比于其它正極材料有熱穩(wěn)定性和安全性的優(yōu)勢，但由于其內(nèi)部晶格限制，導(dǎo)電性較差，無法滿足大電流充放電的需求，為了解決此類問題，主要從集流體入手。傳統(tǒng)的鋰離子電池集流體的處理方法，一般采用凹版印刷，即在集流體表面通過凹輥印刷一層碳材料，此方法只能針對電子傳輸?shù)囊筮M(jìn)行提升。本專利所陳述的電鍍成膜處理集流體，在充放電過程中，鋰離子在導(dǎo)電聚合物中傳輸?shù)耐瑫r還可以在多金屬氧酸鋰鹽的三維骨架中傳導(dǎo)，提高了鋰離子傳輸特性，又通過導(dǎo)電聚合物提高了電子的傳輸特性，滿足了復(fù)合材料對鋰離子傳輸和電子傳輸?shù)碾p重要求。中國專利號為201510116174.9于2015.8.5公開了一種鋰離子電池的制備方法，首先采用凹版印刷技術(shù)在網(wǎng)狀銅箔/鋁箔集流體表面涂覆一層復(fù)合納米導(dǎo)電液，干燥完畢后再在其表面涂覆正負(fù)極漿料，之后采用冷熱壓輥壓技術(shù)對極片進(jìn)行輥壓，之后再采用激光切片技術(shù)對其極片進(jìn)行分切，并最后制備出鋰離子電池。上述專利所采用的方法與鋰電池界的主流凹版印刷方法類似，均是在集流體上涂敷一層導(dǎo)電物質(zhì)，以提高電導(dǎo)率，此種方法可以用來彌補正極活性物自身導(dǎo)電性的不足，對其導(dǎo)電性有一定程度的提升，但只能提高電子的傳輸速度，無法提高鋰電池內(nèi)部鋰離子的傳輸速度，對降低電池內(nèi)阻和極化所起的作用有限。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池用集流體的制備方法，該方法制備的集流體在充放電過程中，鋰離子在導(dǎo)電聚合物中傳輸?shù)耐瑫r還可以在多金屬氧酸鋰鹽的三維骨架中傳導(dǎo)，提高了鋰離子傳輸特性，又通過導(dǎo)電聚合物提高了電子的傳輸特性，滿足了復(fù)合材料對鋰離子傳輸和電子傳輸?shù)碾p重要求。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種鋰離子電池用集流體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)按1：（1-9）的摩爾比例分別配制多金屬氧酸鋰鹽溶液和導(dǎo)電聚合物單體溶液；(2)將鋁箔的一面用絕緣布覆蓋，另一面連接直流電源的負(fù)極，直流電源的正極接對電極，并將兩電極置于配制好的導(dǎo)電聚合物單體溶液中；(3)打開直流電源、通電，并將配制的多金屬氧酸鋰鹽溶液加入導(dǎo)電聚合物單體溶液，在室溫下反應(yīng)1-24小時，然后用蒸餾水和酒精洗滌電鍍后的鋁箔，再將洗滌后的鋁箔置于40-200℃干燥箱中干燥2-10小時，制得所述集流體。所述步驟(3)中通電的電流范圍0.1ma至100ma，電壓范圍1v-10v。所述導(dǎo)電聚合物單體為：聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩中的一種或者多種的混合。所述多金屬氧酸鋰鹽為包括li3xy12o40，li4xy12o40中的一種或者多種的混合；x指p、si兩種元素中任意一種；y指mo、w兩種元素中任意一種。本發(fā)明具有以下優(yōu)點：本發(fā)明通過直流電源提供電流采用電鍍的方法在在鋁箔表面上成膜；聚合物包括：聚苯胺(pan)、聚吡咯(ppy)；多金屬氧酸鋰鹽包括li3xy12o40，li4xy12o40，x指p、si兩種元素中任意一種；y指mo、w兩種元素中任意一種，。聚合物采用多金屬氧酸鋰鹽在電鍍的環(huán)境下氧化聚合單體合成。由于多金屬氧酸鋰鹽li3xy12o40，li4xy12o40具有三維骨架結(jié)構(gòu)，鋰離子能在多金屬氧酸鋰鹽的三維骨架中傳導(dǎo)，經(jīng)過電鍍成膜后，多金屬氧酸鋰鹽附在導(dǎo)電聚合物中。在充放電過程中，鋰離子在導(dǎo)電聚合物中傳輸?shù)耐瑫r還可以在多金屬氧酸鋰鹽的三維骨架中傳導(dǎo)，提高了鋰離子傳輸特性，又通過導(dǎo)電聚合物提高了電子的傳輸特性，滿足了復(fù)合材料對鋰離子傳輸和電子傳輸?shù)碾p重要求。具體實施方式實施例1按1：4的摩爾比例分別配制多金屬氧酸鋰鹽溶液和苯胺單體溶液，將集流體鋁箔的單面用絕緣膠布覆蓋，另一面連接直流電源負(fù)極，直流電源正極接對電極，并將兩電極置于配制好的導(dǎo)電聚合物單體溶液中，將配好的多金屬氧酸鋰鹽li3pmo12o40溶液緩緩逐滴加入苯胺溶液中，同時打開直流電源開關(guān)，開始通電，電流0.5ma，電壓范圍1.5v，在室溫下反應(yīng)16小時，然后用蒸餾水和酒精反復(fù)洗滌電鍍后的集流體，直到濾液無色為止，將電鍍后的集流體置于40-200℃真空干燥箱中干燥2-10小時，備用。將經(jīng)處理后的集流體用于組裝成電池進(jìn)行測試，所用電池為：正極漿料：磷酸鐵鋰含量91%、導(dǎo)電碳黑含量5％、粘結(jié)劑pvdf4％、nmp溶劑。按以上比例將正極各組分?jǐn)嚢杈鶆蛐纬烧龢O漿料，并將配制好的漿料涂布在經(jīng)電鍍處理后的鋁箔集流體上。負(fù)極漿料：活性物質(zhì)石墨含量93％、導(dǎo)電碳黑含量3％、粘結(jié)劑pvdf4％、去離子水。按以上比例將負(fù)極各組分?jǐn)嚢杈鶆蛐纬韶?fù)極漿料，并將配制好的漿料涂布在15um厚度銅箔集流體上。后經(jīng)冷壓，裁片，疊片等電池制作工序制備成20ah容量的電池。檢測方法：將所制備電池滿充電，用交流內(nèi)阻測試儀檢測電池的內(nèi)阻。實施例2按1：3的摩爾比例分別配制多金屬氧酸鋰磷鎢酸鋰li3pw12o40溶液和吡咯單體溶液，將集流體鋁箔的單面用絕緣膠布覆蓋，另一面連接直流電源負(fù)極，直流電源正極接對電極，并將兩電極置于配制好的導(dǎo)電聚合物單體溶液中，將配好的多金屬氧酸鋰鹽換成磷鎢酸鋰li3pw12o40溶液緩緩逐滴加入吡咯溶液中，同時打開直流電源開關(guān)，開始通電，電流50ma，電壓范圍5v，在室溫下反應(yīng)8-10小時，然后用蒸餾水和酒精反復(fù)洗滌電鍍后的集流體，直到濾液無色為止，將電鍍后的集流體置于40-200℃真空干燥箱中干燥2-10小時，備用。電池制作步驟及測試方法同實施例1。實施例3按1：9的摩爾比例分別配制多金屬氧酸鋰硅鎢酸鋰li4siw12o40溶液和吡咯單體溶液，將集流體鋁箔的單面用絕緣膠布覆蓋，另一面連接直流電源負(fù)極，直流電源正極接對電極，并將兩電極置于配制好的導(dǎo)電聚合物單體溶液中，將配好的多金屬氧酸鋰鹽換成硅鎢酸鋰li4siw12o40溶液緩緩逐滴加入吡咯溶液中，同時打開直流電源開關(guān)，開始通電，電流100ma，電壓范圍10v，在室溫下反應(yīng)8-10小時，然后用蒸餾水和酒精反復(fù)洗滌電鍍后的集流體，直到濾液無色為止，將電鍍后的集流體置于40-200℃真空干燥箱中干燥2-10小時，備用。電池制作步驟及測試方法同實施例1。實施例4按1：4的摩爾比例分別配制多金屬氧酸鋰li3pmo12o40溶液和吡咯單體溶液，將集流體鋁箔的單面用絕緣膠布覆蓋，另一面連接直流電源負(fù)極，直流電源正極接對電極，并將兩電極置于配制好的導(dǎo)電聚合物單體溶液中，將配好的多金屬氧酸鋰鹽li3pmo12o40溶液緩緩逐滴加入吡咯溶液中，同時打開直流電源開關(guān)，開始通電，電流60ma，電壓范圍4v，在室溫下反應(yīng)10-24小時，然后用蒸餾水和酒精反復(fù)洗滌電鍍后的集流體，直到濾液無色為止，將電鍍后的集流體置于40-200℃真空干燥箱中干燥2-10小時，備用。電池制作步驟及測試方法同實施例1。實施例5按1：9的摩爾比例分別配制多金屬氧酸鋰li3pw12o40溶液和苯胺單體溶液，將集流體鋁箔的單面用絕緣膠布覆蓋，另一面連接直流電源負(fù)極，直流電源正極接對電極，并將兩電極置于配制好的導(dǎo)電聚合物單體溶液中，將配好的多金屬氧酸鋰鹽li3pw12o40溶液緩緩逐滴加入苯胺溶液中，同時打開直流電源開關(guān)，開始通電，電流20ma，電壓范圍3v，在室溫下反應(yīng)10-24小時，然后用蒸餾水和酒精反復(fù)洗滌電鍍后的集流體，直到濾液無色為止，將電鍍后的集流體置于40-200℃真空干燥箱中干燥2-10小時，備用。電池制作步驟及測試方法同實施例1。對比例1電池制作流程及測試方法同實施例1，只是采用碳材料作為凹版印刷材料，碳材料：聚偏氟乙烯（pvdf）=95%：5%的固含量比例，在溶劑n-甲基吡咯烷酮（nmp）中經(jīng)12小時攪拌均勻，后經(jīng)凹版印刷機將漿料印刷于12um的鋁箔上，干燥后，作為正極集流體。對比例2。電池制作流程同實施例1，只是采用未經(jīng)任何處理的鋁箔作為電池制作的正極集流體，電池制作步驟同實施例1。將所得電池做交流內(nèi)阻測試，結(jié)果詳見表實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5對比例1對比例2內(nèi)阻(毫歐)1.151.030.971.201.371.762.53從結(jié)果可以看出，采用凹版印刷處理的鋁箔集流體比未經(jīng)處理的集流體電池內(nèi)阻要小，而經(jīng)電鍍處理的集流體比采用凹版印刷的優(yōu)勢更為明顯。當(dāng)前第1頁12