[发明专利]钛酸锂电池集流体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种钛酸锂电池集流体，其包括铝箔基体，在所述铝箔基体的至少一个表面上涂覆碳化钛层。通过采用本发明集流体制备正、负极片，有效的提高了钛酸锂材料的导电性，加强了电池极片的剥离力；本发明通过采用凹版印刷的方法进行涂覆，有效的提高了集流体中涂覆层的均匀性；通过将本发明集流体应用于锂离子电池中，有效的减小钛酸锂电池的内阻，同时也提高了钛酸锂电池的循环性能。

技术领域

本发明属于电池集流体技术领域，具体涉及钛酸锂电池集流体及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池作为新一代绿色可充电电源，具有能量密度大，工作电压高，循环性能好等优点；正逐渐取代镍/氢、镍/镉等电池在电动汽车，混合动力汽车，电动工具，3C产品以及储能等领域有着广泛的应用前景，同时也能够为现代军事装备如通信系统，航空航天等提供可靠的二次电源；因此发展环境适应性好，使用寿命长，能量密度高，安全性能好的锂电池成为研究的重点。

目前，钛酸锂电池与石墨体系电池居多，两者相比，因钛酸锂的平衡电位远高于金属锂，钛酸锂电池在充放电过程，不会产生金属锂枝晶，并且锂离子嵌脱过程，钛酸锂晶体结构应变非常小；这决定了钛酸锂电池具有非常长的循环寿命，可以实现上万次充放电；安全性最高，可顺利通过国标要求的各项安全测试；低温性能最好，但其电极极片的粘附力较弱，电池内阻大、循环性能差。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种钛酸锂电池集流体，解决了现有极片粘附力较弱，导致制备的电池的内阻大、循环性能差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种钛酸锂电池集流体，其包括铝箔基体，在所述铝箔基体的至少一个表面上涂覆碳化钛层。

优选地，所述铝箔基体上涂覆碳化钛层的表面为粗糙面，所述粗糙面的粗糙度≥10～13um。

优选地，所述铝箔基体的厚度为10～30μm，所述碳化钛层的厚度为0.5～10μm。

本发明的另一个技术方案是这样实现的：一种钛酸锂电池集流体的制备方法，该方法通过如下步骤实现：

步骤1，将碳化钛加入胶液中，搅拌均匀，获得预涂覆浆料；

步骤2，采用凹版印刷机将所述步骤1获得的预涂覆浆料涂覆在厚度为10-30μm的铝箔基体上，获得涂覆后的铝箔基体；

步骤3，烘烤所述步骤2获得的涂覆后的铝箔基体，获得用于钛酸锂电池的集流体。

优选地，所述步骤1中，所述碳化钛的比表面积为5～10m²/g，所述碳化钛的纯度＞99％，所述碳化钛的粒度分布位于0.2～1μm之间。

优选地，所述步骤1中，所述预涂覆浆料中碳化钛的质量百分比为90～97％。

优选地，所述步骤1中，所述胶液由分散剂、粘结剂及水组成，所述分散剂、粘结剂、水之间的质量比为1:(5-10)：(145-155)；所述分散剂为羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠、聚丙烯酸钠、磺酸钠盐、纤维素磺酸钠盐中的至少一种；粘结剂为丁苯胶、丙烯腈多元共聚物、酚醛树脂、氨基树脂、丙烯酸酯、橡胶型乳胶液、乙烯乙酸乙脂、明胶、PAA中的至少一种。

优选地，所述步骤2中，所述凹版印刷机的印刷速度为50～100m/min；所述预涂覆浆料的涂覆厚度为2～10μm。

优选地，所述步骤3中，所述烘烤温度为80～120℃，所述烘烤时间为20-30h。

本发明的另一个技术方案是这样实现的：一种钛酸锂电池，其由正极极片、负极极片以及电芯组装而成，所述正极极片和负极极片由上述的集流体或者由上述的方法获得的集流体制成。