[发明专利]一种锂离子电池正极涂碳集流体的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池正极涂碳集流体的制备方法，包括以下步骤：将集流体放置于含有纳米碳粉和纳米钛粉的有机溶剂中，进行超声振动清洗；将处理后的集流体置于真空沉积室内，在一定压力下通入反应碳源气体，在集流体表面进行预形核处理；提高真空沉积室内的压力并调节反应碳源气体的流量，促进集流体表面的晶核生长成膜；本发明可以在集流体表面沉积制备一层均匀致密的碳薄膜层，相较于传统方法制备的集流体，具有更高的剥离强度，降低了涂层剥离的风险，提高了电池使用寿命。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池正极涂碳集流体的制备方法。

背景技术

随着人们对环境保护重视以及石油、煤碳等不可再生能源储量的进一步降低，新能源等可再生能源产业的发展在我国已经上升为国家战略；近年来，锂离子电池以高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优异的电化学性能以及环境友好性等优点迅速成为了新能源汽车动力电池储能系统的首选。

近年来，新能源汽车技术的快速发展对动力电池的需求急速膨胀，同时人们对锂离子动力电池的性能要求越来越高，正极集流体作为锂离子电池体系中重要的部件之一，其性能的好坏对电池的整体性能优劣有着直接的影响，传统涂碳集流体由于涂碳层与集流体之间粘附是一种弱结合，涂碳层容易与集流体剥落，从而导致接触面积减少而增大电池的内阻，造成电池整体性能的劣化，影响使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全新的锂离子电池正极涂碳集流体的制备方法，提高集流体与涂碳层之间的结合力。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种锂离子电池正极涂碳集流体的制备方法，包括以下步骤：

S1、将集流体放置于含有纳米碳粉和纳米钛粉的有机溶剂中，进行超声振动清洗；

S2、将经S1处理后的集流体置于真空沉积室内，在一定压力下通入反应碳源气体，在集流体表面进行预形核处理；

S3、提高真空沉积室内的压力并调节反应碳源气体的流量，促进集流体表面的晶核生长成膜。

优选的，所述纳米碳粉和纳米钛粉的粒径在100-200nm。

优选的，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的任一种。

优选的，所述纳米碳粉的添加量占添加固体总重量的百分比为20-40%，纳米钛粉的添加量占添加固体总重量百分比为60-80%；纳米碳粉和纳米钛粉加入有机溶剂后所得的混合溶液的固含量为20-35%。

优选的，所述的反应碳源气体为氩气、氢气和烷烃类气体的气体混合物。

优选的，所述S2中真空沉积室内的压力为1.5-2KPa，氩气、烷烃类气体和氢气三者气体的流量比为（50-100）：（30-60）：（150-200）。

优选的，所述S3中真空沉积室内的压力为3-5KPa，氩气、烷烃类气体和氢气三者气体的流量比为（100-150）：（20-30）：（200-400）。

优选的，所述烷烃类气体为甲烷、乙烷、丙烷中的一种或者几种混合气体。

优选的，所述S1的具体步骤为：将纳米炭粉与纳米钛粉混合均匀后加入有机溶剂中搅拌均匀并以60KHz的超声波频率分散处理10-15min形成清洗液，然后将集流体置于清洗液中以30KHz的超声频率处理20-30min。