[发明专利]集流体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集流体的制备方法。

背景技术

集流体是一种汇集电流的结构或零件，主要功能是将电池活性物质产生的电流汇集起来，提供电子通道，加快电荷转移，提高充放电库伦效率。作为集流体需要满足电导率高、机械性能好、质量轻、内阻小等特点。

一般集流体正极采用铝箔。但是用铝箔作为集流体使用时，Al在低电位下会与Li发生嵌锂反应，生成LiAl合金或者Li₃Al₂，导致Al的晶格膨胀、破裂，同时，金属材料容易被腐蚀，会导致它与电极活性物质之间的接触电阻显著增大，从而提高了使用集流体的电池的内阻。

发明内容

基于此，有必要提供一种能降低电池内阻的集流体的制备方法。

一种集流体的制备方法，包括如下步骤：

将铝箔作为工作电极，与对电极及参比电极组成三电极体系置于刻蚀液中，在50mA/cm²~900mA/cm²的电流密度下对所述铝箔刻蚀0.5分钟~30分钟，所述刻蚀液含有盐酸及硫酸，所述盐酸的浓度为1mol/L~2mol/L，所述硫酸的浓度为0.5mol/L~1mol/L；

将氧化石墨加入溶剂中，配制成氧化石墨悬浮液，将所述氧化石墨悬浮液超声分散，得到均匀分散的氧化石墨烯悬浮液；

调节所述氧化石墨烯悬浮液的pH值为10~11；

将所述氧化石墨烯悬浮液与水合肼混合后在80℃~120℃下反应12小时~24小时，得到石墨烯悬浮液；

向所述石墨烯悬浮液中加入金属盐溶液，并超声分散得到电解液；

将两个经过刻蚀的铝箔作为电极放置在所述电解液中，在40V~80V的电压下，电泳5min~20min；及

在还原性气体的氛围下，将作为阴极的铝箔升温至500℃~1000℃，还原处理0.5h~2h得到集流体。

在其中一个实施例中，所述铝箔在进行刻蚀之前先将铝箔放入到浓度为1mol/L~2mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡0.5分钟~3分钟，然后清洗，干燥。

在其中一个实施例中，配制氧化石墨悬浮液时，所述溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇及正丁醇中的至少一种，所述氧化石墨的浓度为0.25mg/ml~1mg/ml。

在其中一个实施例中，使用浓度为0.05mol/L~1.5mol/L的碱性溶液调节所述氧化石墨烯悬浮液的pH值，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水。

在其中一个实施例中，制备石墨烯悬浮液时，所述水合肼与所述氧化石墨烯的质量比为1:10~7:10。

在其中一个实施例中，所述金属盐溶液中的金属盐选自Mg(NO₃)₂·6H₂O、Mg(SO₄)₂·7H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O及Zn(NO₃)₂·6H₂O中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述金属盐溶液的浓度为0.25mg/ml~2mg/ml。

在其中一个实施例中，所述电解液中的石墨烯与金属盐的质量比为1:1~1:2。

在其中一个实施例中，所述还原性气体为氢气与氩气的混合气体，其中所述氢气的体积百分含量为5%~10%。

在其中一个实施例中，将作为阴极的铝箔以5℃/分钟~10℃/分钟的升温速率升温至500℃~1000℃。

上述集流体的制备方法，通过在铝箔表面进行电化学刻蚀，形成较为粗糙的表面，通过电沉积的方法在铝箔的表面沉积石墨烯，石墨烯化学稳定性高，不易被腐蚀，保护集流体不被腐蚀，可以降低活性材料与集流体之间的接触内阻，同时可以提高集流体的寿命；通过电沉积的方法制备的石墨烯薄膜较为均匀，成膜速度快，产率高。

附图说明

图1为一实施方式的集流体的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。