[发明专利]一种弹性集流体及其制备方法、电池电极极片和柔性锂离子电池

权利要求书

1.一种弹性集流体，其特征在于，包括弹性聚合物衬底以及设置于所述弹性聚合物衬底上的导电层，所述导电层具有褶皱结构，所述导电层的材料包括金属和/或碳材料，所述弹性聚合物衬底由弹性模量为15000N/cm²-350000N/cm²，抗张强度为1500N/cm²-7000N/cm²，伸长率为20％-800％，熔点200℃的聚合物制备而成。

2.如权利要求1所述的弹性集流体，其特征在于，所述褶皱结构为所述导电层相对所述弹性聚合物衬底发生弯曲变形而形成的连续结构，所述褶皱结构包括呈规则排列的弧形、蛇形、Y形、锯齿形结构或无规则结构。

3.如权利要求1所述的弹性集流体，其特征在于，构成所述弹性聚合物衬底的聚合物选自如下物质中的一种或多种：

(a)具有烯烃基础结构的聚合物；

(b)具有脂环式结构，且主链具有环状烯烃结构单元或稠环结构单元的聚合物；

(c)具有乙烯醇结构单元作为主成分的饱和乙烯醇聚合物或共聚物；

(d)环氧当量为500g/eq以下的苯氧基树脂或环氧树脂。

4.如权利要求3所述的弹性集流体，其特征在于，所述具有烯烃基础结构的聚合物包括烯烃共聚物、烯烃嵌段共聚物、烯烃无规共聚物及其混合物。

5.如权利要求3所述的弹性集流体，其特征在于，所述环氧树脂包括胺当量为120g/eq以下的胺固化环氧树脂，其中，环氧树脂与胺的配合比以胺的活性氢数相对于环氧树脂的官能团数的比计为1.0以上。

6.如权利要求1所述的弹性集流体，其特征在于，所述弹性聚合物衬底的密度为1.2g/cm³-3g/cm³，厚度为10μm-150μm。

7.如权利要求1所述的弹性集流体，其特征在于，所述弹性聚合物衬底在10μm-150μm的厚度范围内以100％的比例拉伸后永久变形率小于等于10％。

8.如权利要求1所述的弹性集流体，其特征在于，所述金属包括镍、铜、铁、钛、铝中的一种或多种；所述碳材料包括石墨烯、导电碳、碳纳米管中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的弹性集流体，其特征在于，所述金属和所述碳材料为颗粒状、锥状、纤维状或空心管状。

10.如权利要求1所述的弹性集流体，其特征在于，所述导电层的电导率为20S/cm-200S/cm，电阻率为5-200Ω/cm，膜层厚度为5μm-30μm。

11.如权利要求1所述的弹性集流体，其特征在于，所述导电层采用液相法、气相法、热喷涂法、溅射法、激光脉冲沉积法、静电纺丝法、电化学沉积法和电子束蒸发法中的一种或几种方法制备于所述弹性聚合物衬底上。

12.一种弹性集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将弹性聚合物衬底从横向和纵向拉伸后固定于刚性基底上；所述弹性聚合物衬底由弹性模量为15000N/cm²-350000N/cm²，抗张强度为1500N/cm²-7000N/cm²，伸长率为20％-800％，熔点200℃的聚合物制备而成；

在拉伸后的弹性聚合物衬底表面沉积制备导电层，所述导电层的材料包括金属和/或碳材料；

将沉积有导电层的弹性聚合物衬底从所述刚性基底上剥离，释放拉力恢复至所述弹性聚合物衬底的原始大小，所述导电层在所述弹性聚合物衬底上形成褶皱结构，即得到弹性集流体，所述弹性集流体包括弹性聚合物衬底以及设置于所述弹性聚合物衬底上的导电层，所述导电层具有褶皱结构，所述导电层的材料包括金属和/或碳材料。