[发明专利]一种类石墨烯复合正极集流体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种类石墨烯复合正极集流体，其特征在于，该类石墨烯复合正极集流体为金属铝箔层/类石墨烯导热膜/金属铝箔层结构，是将芳香二酐单体和二胺单体加入到溶剂中混合，在氮气保护下，40～60℃下搅拌反应，然后采用涂布法将得到的聚酰胺酸前驱体溶液制成薄膜，在250～400℃处理，再将得到的聚酰亚胺隔膜在1500～1700℃下进行碳化处理，得到碳化聚酰亚胺隔膜；将碳化聚酰亚胺隔膜在2700～3000℃进行石墨化处理，最后将得到的类石墨烯导热膜进行辊压处理后，在其上镀金属铝箔制得。

2.根据权利要求1所述的类石墨烯复合正极集流体，其特征在于，所述的芳香二酐单体为均苯四甲酸二酐、二苯醚四酐、二硫醚四酐、1,2,4,5-苯四酸酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐、3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酸酐或3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的类石墨烯复合正极集流体，其特征在于，所述的二胺单体为4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯砜、4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-双(3-氨基苯氧基)、二苯醚或4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯硫醚中的一种以上。

4.根据权利要求1所述的类石墨烯复合正极集流体，其特征在于，所述的溶剂为二甲基乙酰胺或N,N-甲基乙酰胺。

5.根据权利要求1所述的类石墨烯复合正极集流体，其特征在于，所述芳香二酐单体的摩尔、二胺单体的摩尔和溶剂的体积比为(1～1.5)mmol：(1.5～2.5)mmol：(5～8)mL。

6.根据权利要求1所述的类石墨烯复合正极集流体，其特征在于，所述类石墨烯导热膜辊压后的厚度为10～25μm，导热率≥1400(W/mK)，密度为1.7～2.1g/cm³。

7.根据权利要求1所述的类石墨烯复合正极集流体，其特征在于，所述类石墨烯复合正极集流体的厚度为10～30μm，所述类石墨烯导热膜的厚度为10～25μm；所述单层金属铝箔层的厚度为1～5μm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的类石墨烯复合正极集流体的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1.将芳香二酐单体和二胺单体加入到溶剂中混合，在氮气保护下，40～60℃下搅拌反应，得到聚酰胺酸前驱体溶液；

S2.采用涂布法将聚酰胺酸前驱体溶液制成薄膜，在250～400℃处理，得到聚酰亚胺隔膜；

S3.将聚酰亚胺隔膜在1500～1700℃下进行碳化处理，得到碳化聚酰亚胺隔膜；

S4.将碳化聚酰亚胺隔膜在2700～3000℃进行石墨化处理，得到类石墨烯导热膜；

S5.在类石墨烯导热膜进行辊压处理后的导热膜上镀金属铝箔，得到类石墨烯复合正极集流体。

9.根据权利要求8所述的类石墨烯复合正极集流体的制备方法，步骤S1中所述搅拌的时间为8～20h；步骤S2中所述热处理的时间20～120min；步骤S3中所述碳化的时间为12～36h；步骤S4中所述石墨化的时间为12～36h。

10.权利要求1-7任一项所述的类石墨烯复合正极集流体在高导热锂离子电池领域中的应用。