[发明专利]碳包覆多孔金属涂层集流体、制备方法及锂电池

说明书

本发明提供了一种碳包覆多孔金属涂层集流体的制备方法，包括以下步骤：将一金属颗粒、一聚丙烯腈‑聚丙烯酸共聚物、一聚乙烯吡咯烷酮粉末、一碳纳米管以及一造孔剂混于一溶剂中得到一混合浆料；将所述混合浆料涂覆在一基底上后干燥得到一金属涂层；洗涤所述金属涂层后干燥得到一多孔金属涂层；对所述多孔金属涂层进行热还原处理，从而获得所述碳包覆多孔金属涂层集流体。本发明还提供了一种使用该方法制备的碳包覆多孔金属涂层集流体以及包括由该碳包覆多孔金属涂层集流体制备成型的负极片的锂电池。本发明所提供的碳包覆多孔金属涂层集流体以及锂电池具有安全性高的特点。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种碳包覆多孔金属涂层集流体、制备方法及锂电池。

背景技术

锂电池由于其电压高、寿命长、比能量高等特点得到了广泛的应用，因此对锂电池的安全性提出了更高的要求。目前，金属锂作为负极存在很大的安全问题，主要是因为在循环过程中由于锂在脱出后的不均匀沉积会导致形成一定长度的锂枝晶，最终引起隔膜刺破，导致电池短路。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种碳包覆多孔金属涂层集流体的制备方法，该方法能够解决锂枝晶的问题，同时提高锂电池的安全性能。

另，还有必要提供一种由上述制备方法制得的碳包覆多孔金属涂层集流体以及具有所述碳包覆多孔金属涂层集流体的锂电池。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种碳包覆多孔金属涂层集流体的制备方法，包括以下步骤：

将一金属颗粒、一聚丙烯腈-聚丙烯酸共聚物、一聚乙烯吡咯烷酮粉末、一碳纳米管以及一造孔剂混于一溶剂中得到一混合浆料；

将所述混合浆料涂覆在一基底上后干燥得到一金属涂层；

洗涤所述金属涂层后干燥得到一多孔金属涂层；

对所述多孔金属涂层进行热还原处理，从而获得所述碳包覆多孔金属涂层集流体。

本发明还提供一种碳包覆多孔金属涂层集流体，所述碳包覆多孔金属涂层集流体包括一基底、形成于所述基底上的由金属颗粒烧结形成的一多孔金属涂层、以及形成于所述多孔金属涂层框架上的氮氧共掺杂的一碳层。

本发明还提供一种锂电池，包括由上述所述碳包覆多孔金属涂层集流体制备的负极片。

本发明实施例能够解决锂枝晶的问题，同时提高其安全性能；使用该方法制备的碳包覆多孔金属涂层集流体及其锂电池安全性能好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明具体实施方式的碳包覆多孔金属涂层集流体的制备方法流程图。

图2A以及2B分别是本发明实施例1中碳包覆多孔铜涂层集流体的表面SEM图以及截面SEM图。

图3是本发明实施例1中碳包覆多孔铜涂层与锂片的库伦效率测试图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明实施例，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明实施例保护的范围。