[实用新型]一种柔性集流体

说明书

技术领域

本实用新型属于柔性集流体的技术领域。

背景技术

随着可穿戴设备的发展，对于柔性超级电容器、柔性锂离子电容器、柔性锂离子电池等柔性储能器件的需要也越来越迫切。其中，柔性导电基体是制约柔性储能器件发展的重要部分。柔性基体必须是导电性好、可折曲并且具有一定的机械强度，现有的柔性导电基体主要包括金属溅射薄膜、柔性集体上制备石墨烯或纳米碳、金属薄片、金属箔等。但是这些材料及制备技术都存在非常昂贵、生产效率低或性能不高等问题。本实用新型柔性集流体不仅导电性及折曲性能好，而且工艺简单、成本低，可应用于柔性超级电容器、柔性锂离子电容器、柔性锂离子电池等。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提供一种柔性集流体，包括柔性基体层、设置在柔性基体层表面的粘接层以及设置在粘接层表面的柔性导电层，其中柔性导电层为从导电石墨纸剥离的导电石墨层或从导电碳纸剥离的导电碳层中的至少一种。

柔性基体层为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的至少一种。

本实用新型提供一种柔性集流体的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，在柔性基体层的一个表面上设置粘接层；

步骤2，将一个表面包含粘接层的柔性基体层粘接于导电石墨纸或导电碳布的一个表面上，对其施加压力；

步骤3，将导电石墨纸或导电碳布剥离，包含柔性基体层、粘接层以及导电石墨层或导电碳层的一面制备成柔性集流体。

步骤1中的柔性基体层为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的至少一种，既有良好的粘接性，又具有强的耐酸碱性。

步骤2中以市售低成本的导电石墨纸或导电碳布为柔性导电层的原料，如将高碳磷片石墨经化学处理，高温膨胀轧制而成的石墨纸，常用于密封或散热，该导电石墨纸也具有良好的导电性，但厚度较大，市售的最小厚度为330μm，质地疏松、折曲性能差，不能直接用做超级电容器的柔性集流体。

步骤2中施加压力的方法为按压、挤压、辊压、冲压中的至少一种。可以将包含柔性基体层、粘接层和导电石墨纸的样品，放到压片机的压片平台上，施加合适的压力并保压一段时间，后取出。也可以将样品放到辊压机上辊轴与下辊轴之间的间隙中，调节上辊轴与下辊轴之间的间隙距离，辊压并取出，必要的话可以重复多次辊压。一方面可以提高粘接层与石墨纸的粘接力，另一方面可以使石墨纸变得更加致密紧凑，提高石墨层的电导率和机械性能。

步骤3中将石墨纸剥离的方法为低成本、无污染、操作简单的机械法剥离，替代化学品污染的化学法剥离或高成本的气相剥离。可以用手工进行机械剥离，也可以用粘接力测试机器等工装设备进行机械剥离。剥离后的柔性导电层厚度为15μm～65μm，更优的为20μm～45μm。

本实用新型的显著优点在于：柔性集流体不仅导电性及折曲性能好，而且工艺简单、成本低，本实用新型可应用于柔性超级电容器、柔性锂离子电容器、柔性锂离子电池等。

附图说明

图1表示柔性集流体制作前示意图

图2表示石墨纸或导电碳布机械剥离示意图

图3表示柔性集流体示意图

符号说明

1柔性基体层

2粘接层

3石墨纸或导电碳布

3-1导电石墨层或导电碳层

3-2剩下的石墨纸或导电碳布

4柔性集流体

具体实施方式

本实用新型柔性集流体4的制备步骤为：

步骤1，在柔性基体层1的一个表面上设置粘接层2；

步骤2，将一个表面包含粘接层2的柔性基体层1粘接于导电石墨纸或导电碳布3的一个表面上，对其施加压力；

步骤3，将导电石墨纸或导电碳布3剥离成导电石墨层或导电碳层3-1以及剩余导电石墨纸或导电碳布3-2。柔性基体层1、粘接层2以及导电石墨层或导电碳层3-1制备成柔性集流体4。

以下通过实施例对本实用新型进行进一步的说明，但本实用新型并不仅限于下述实施例。

实施例1：