[发明专利]锂电铜箔的电聚合表面改性方法

说明书

本发明提供一种锂电铜箔的电聚合表面改性方法，该方法先在搅拌条件下，将0.5～1.5mol/L的聚合物前驱体缓慢加入包含有0.5mol～3mol/L硫酸的有机电解液碳酸丙烯酯中，以铂片或石墨作为电解池的阴极，铜箔作为阳极，电解池温度维持在30℃～60℃，通电电压为0.8～3.0V，恒电势下进行阳极氧化，氧化聚合时间为5min～30min，使电解液中的聚合物前驱体单体在铜箔表面发生氧化聚合形成高分子导电聚合物。通过对锂电铜箔表面进行电聚合高分子化合物方式进行改性，降低锂离子电池正极材料与铜箔集流体的界面电阻，提高锂电池材料性能。本发明属于表面改性技术领域。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用铜箔的电聚合表面改性方法，属于铜箔表面改性技术领域。

背景技术

负极集流体铜箔是锂离子电池的重要组成部分，锂离子电池中，铜箔主要用于承载负极活性物质，铜箔与活性物质间的界面特性将直接影响锂离子电池的电化学性能。

传统方法中为降低界面电阻，在铜箔表面形成导电碳涂层，如：使用硅/石墨烯复合负极作为导电涂层。为提高铜箔与活性物质间的粘接强度，采用化学及电化学方法粗化铜箔表面，或采用刻蚀后的铜箔作为负极集流体改变其表面粗糙度，或将铜箔集流体设计为3D结构，如：三维多孔铜箔集流体，均能增强活性物质与粘结剂的粘结强度。

然而，以上方法为了降低界面电阻，提高铜箔与活性物质间的粘接强度而处理铜箔表面，如：硅/石墨烯复合负极，由于其比表面积高，缺陷等活性位点多等原因容易造成金属锂枝晶的生成，锂离子在集流体的界面扩散。再例如：3D结构虽能显著提高铜箔与活性物质的粘接强度，但3D结构的铜箔集流体较脆，在锂离子电池的使用中若发生碰撞，容易造成铜箔破裂而刺穿隔膜造成锂离子电池短路而发生安全事故。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前负极集流体铜箔的研究现状，提供一种既能降低界面电阻又能提高铜箔与活性物质粘接强度的电聚合表面处理铜箔方法。

为解决上述问题，拟采用这样一种锂电铜箔的电聚合表面改性方法，包括如下步骤：

步骤1：在搅拌作用下，将0.5～1.5mol/L的聚合物前驱体缓慢加入包含有0.5mol/L～3mol/L硫酸的有机电解液碳酸丙烯酯中；

步骤2：以铂片或石墨作为电解池的阴极，铜箔作为阳极，电解池温度维持在30℃～60℃，通入直流电源，通电电压为0.8～3.0V，恒电势下进行阳极氧化，氧化聚合时间为5min～30min，使电解液中的聚合物前驱体单体在铜箔表面发生氧化聚合形成高分子导电聚合物；

步骤3：复合材料用纯净水进行洗涤、热风风干。

前述改性方法中，所述电解铜箔或压延铜箔的阳极氧化所形成的电聚合化合物层厚度为0.1μm～1.5μm；

前述改性方法中，所述有机电解质为碳酸丙烯酯；

前述改性方法中，所诉铜箔表面的高分子导电聚合物的附着量为1～50μg/cm²；

前述改性方法中，所述铜箔表面的高分子导电聚合物层表面上均匀存在高分子导电聚合物凸粒；

前述改性方法中，所述铜箔表面的高分子导电聚合物为：聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚酰胺；

前述改性方法中，电解池温度维持在30℃～60℃，通电电压为0.8～3.0V，恒电势下进行阳极氧化，氧化聚合时间为5min～30min；

前述改性方法中，铜箔为电解铜箔或者压延铜箔；

前述改性方法中，所述电聚合表面改性铜箔为锂离子电池用铜箔。