[发明专利]一种负极和隔膜一体化结构及其制备方法和电池

权利要求书

1.一种负极和隔膜一体化结构，其特征在于，包括铝或铝合金箔，以及形成在所述铝或铝合金箔表面的氧化铝层，所述铝或铝合金箔同时充当负极集流体和负极活性材料，所述氧化铝层充当隔膜。

2.如权利要求1所述的负极和隔膜一体化结构，其特征在于，所述氧化铝层具有多孔结构，所述多孔的孔径为10-3000nm，孔隙率小于等于85％。

3.如权利要求1所述的负极和隔膜一体化结构，其特征在于，所述氧化铝层的厚度为5-50μm；所述铝或铝合金箔的厚度为10-200μm。

4.如权利要求1所述的负极和隔膜一体化结构，其特征在于，所述氧化铝层的厚度为所述铝或铝合金箔厚度的10％-200％。

5.如权利要求1所述的负极和隔膜一体化结构，其特征在于，所述铝或铝合金箔为致密的铝或铝合金箔，或者为多孔的铝或铝合金箔。

6.一种负极和隔膜一体化结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

取铝或铝合金箔，所述铝或铝合金箔同时充当负极集流体和负极活性材料；

在所述铝或铝合金箔的一面涂覆有机聚合物溶液，待固化形成有机聚合物膜之后，采用阳极氧化或等离子体氧化的方式对所述铝或铝合金箔的另一面进行可控氧化，使所述铝或铝合金箔的另一面形成氧化铝层；

再在惰性气氛下煅烧或采用化学溶解的方法去掉包覆在所述铝或铝合金箔一面的所述有机聚合物膜，得到负极和隔膜一体化结构。

7.如权利要求6所述的负极和隔膜一体化结构的制备方法，其特征在于，所述有机聚合物溶液包含如下有机聚合物中的一种或多种：聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯，聚甲基吡咯烷酮，聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚氧丙烯、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯吡咯烷酮、磺脲聚合物、聚亚苯基砜磺酸聚合物、聚环氧乙烷、丁苯橡胶、聚丁二烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸酯、壳糖酸、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇、聚醚丙烯酸乙二醇酯、磷酸酯类聚合物。

8.如权利要求6所述的负极和隔膜一体化结构的制备方法，其特征在于，所述有机聚合物溶液中的有机溶剂包括甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮、二甲基甲酰胺、丙二醇甲醚、碳酸丙烯脂、碳酸乙烯脂、碳酸二甲脂、碳酸二丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙异丙酯、碳酸甲丁酯、碳酸二丁酯、碳酸乙丁酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种；所述有机聚合物溶液的质量浓度为0.1-100mg/mL。

9.如权利要求6所述的负极和隔膜一体化结构的制备方法，其特征在于，所述阳极氧化包括恒电压阳极氧化或恒电流阳极氧化，所述恒电压阳极氧化的电压为5～200V，所述恒电流阳极氧化的电流为0.01～6A cm^-2，所述阳极氧化的时间为0.1～240min，所述阳极氧化电解液的温度为0～40℃。

10.如权利要求6所述的负极和隔膜一体化结构的制备方法，其特征在于，所述等离子体氧化所用气体为氧气，流量为10-300sccm，功率为10-150W，时间为1-360min，温度为25-400℃。

11.一种电池，其特征在于，包括正极，电解液，以及如权利要求1-5任一项所述的负极和隔膜一体化结构，所述正极包括正极集流体和设置在所述正极集流体上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料。

12.如权利要求11所述的电池，其特征在于，所述电解液中的电解质盐包括锂盐、钠盐、钾盐、钙盐和镁盐中的一种或多种。