[发明专利]一种正极集流体、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种正极集流体、其制备方法及其应用，正极集流体具有多层结构，包括塑料薄膜，在所述塑料薄膜的上、下表面依次镀有粘接力增强层、铝金属镀层和防氧化层。制备方法包括主要利用蒸发镀膜工艺依次镀粘接力增强层、铝金属镀层和防氧化层；该正极集流体的应用主要在锂离子电池中的应用。本发明的正极集流体既能实现电池的轻量化，提高能量密度，又能使镀铝层不容易脱落、不容易氧化。

技术领域

本发明涉及一种正极集流体、其制备方法及其应用。

背景技术

传统锂离子电池正极集流体是铝箔。随着锂电技术的发展，锂离子电池的高能量密度、轻量化和柔性化成为人们的追求。减薄铝箔，可实现锂离子电池的轻量化，提高能量密度。但由于制备技术的局限，铝箔的厚度很难再降低(目前铝箔可量产到8μm)；另外铝箔变薄之后，机械强度降低，致使加工性能降低，因此需要新的“减薄技术”。

现有技术中有将铝镀在塑料(例如PET)上作为集流体来提高电池能量密度、降低成本、让电池轻量化。但其镀铝的最厚厚度达2.0μm(需要一定的厚度来达到令人满意的导电性)，这相对于传统包装材料镀铝膜镀层厚度来说要厚很多，而镀层越厚，镀铝层越容易从塑料上脱落。

另外，铝箔的表面需要进行防氧化处理，因为铝箔直接与正极材料接触，时间长后，会被电解液腐蚀，从而降低锂离子电池的使用寿命。我们发现在塑料上直接镀铝后，再采用传统的防氧化方法容易致使铝镀层的脱落。

发明内容

有鉴于此，为克服上述技术问题，本发明的目的一方面在于提供一种既能实现电池的轻量化，提高能量密度，降低成本，又能使镀铝层不容易脱落、不容易氧化的正极集流体。

本发明的另一方面在于，提供一种正极集流体的制备方法。

本发明的第三方面在于，提供正极集流体的应用。

本发明提供的一种正极集流体，其具有多层结构，包括塑料薄膜，在所述塑料薄膜的上、下表面依次镀有粘接力增强层、铝金属镀层和防氧化层。

进一步地，所述塑料薄膜为OPP、PI、PET、CPP或PVC。

进一步地，所述塑料薄膜的厚度为2-12μm。

进一步地，所述粘接力增强层为金属镀膜或非金属镀膜，当为金属镀膜时，所述金属为Ni；当为非金属镀膜时，所述非金属为SiC、Si₃N₄或Al₂O₃。

进一步地，所述粘接力增强层的厚度为10-100nm。

进一步地，所述铝金属镀层的厚度为100-2000nm。

进一步地，所述防氧化层是致密的金属层或非金属层，当为金属层时，所述金属为Ni；当为非金属层时，所述非金属为Al₂O₃、Si₃N₄或SiC。

进一步地，所述防氧化层的厚度为10-100nm。

本发明提供的一种正极集流体的制备方法，包括如下步骤：

S1.首先对需要镀膜的塑料薄膜表面进行电晕处理，然后将卷筒塑料薄膜置入双面往返电子束蒸发镀膜机真空室内，将真空室密封，逐级抽真空至真空度达到3×10^-3-6×10^-3Pa，采用电子枪加速电子轰击碰撞蒸镀原料Al₂O₃，调整好放卷速度、收卷速度和蒸发量，Al₂O₃吸热气化，在移动的薄膜表面形成一层Al₂O₃镀层，即粘接力增强层；