[发明专利]一种柔性锂离子电池负极电池集流体的制备方法

说明书

本发明涉及一种柔性锂离子电池负极集流体的制备方法，其包括有以下步骤：S1、将布料作为基底材料进行预处理，之后超声处理、敏化、活化处理；S2、使用化学镀镍法在步骤S1处理后的布料上生长一层纳米镍颗粒层，制备出镀镍布料作为柔性集流体；S3、对镀镍布料进行原位生长Ni(OH)₂纳米片阵列；S4、通过热处理方法Ni(OH)₂纳米片阵列转变为纳米级氧化镍阵列，同时将柔性布料基底转变为氮、磷共掺杂的柔性碳基底。本发明制备的柔性锂离子电池负极活性材料NiO与导电基底结合力强、镍/碳支撑的集流体具有良好的导电性、稳定性和柔韧性，制备方法简便。

技术领域

本发明涉及一种柔性锂离子电池负极电池集流体的制备方法，属于化学电源技术领域。

背景技术

在电池以及超级电容器等储能装置中，集流体的功能是将电池活性物质产生的电流汇集并进行传输。现商用负极集流体为铜箔，因为金属铜箔变形过程中会造成不可逆形变，因此金属铜箔不适合作为柔性集流体；铜箔表面平滑，粘附性差，在形变过程中易造成活性物质脱落；密度较大不适合轻量化的柔性电池。传统的制备方法有涂覆、涂布滚压、水热法原位生长、吸附等，但由于活性物质易脱落、电导率低、不适合大面积制备等缺点导致制备出的集流体难以满足要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术中成本高、柔性差、电导率低等问题，本发明提供一种柔性锂离子电池负极集流体的制备方法，该方法制备的集流体不仅具有柔性、高导电性，而且制备方法简便，还可实现废物利用，节约制备成本。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种柔性锂离子电池负极集流体的制备方法，其包括如下步骤：

S1、将布料作为基底材料进行预处理，之后超声处理、敏化、活化处理；

S2、使用化学镀镍法在步骤S1处理后的布料上生长一层纳米镍纳米颗粒层，制备出镀镍布料作为柔性集流体；

S3、对步骤S2获得的镀镍布料原位生长Ni(OH)₂纳米片阵列；

S4、通过加热方法将Ni(OH)₂纳米片阵列转变为氧化镍纳米片阵列活性物质，同时将柔性布料基底转变为氮、磷共掺杂的柔性碳基底。

在一个优选的实施方案中，在步骤S1中，所述布料为棉布、也可为废旧棉布，所述预处理是指采用清洗，然后用碱液浸泡，再用去离子水浸泡后冲洗。

在一个优选的实施方案中，所述碱液为1～2mol/L的NaOH溶液，浸泡5～20min后，以增加纤维素纤维的微观粗糙度，增大金属镀层与纤维的接触面积从而增强镀层与基底的结合力，然后用去离子水浸泡并清洗。

在一个优选的实施方案中，在步骤S1中，所述超声处理采用乙醇与丙酮的混合溶液，所述乙醇与丙酮按体积比为1：1进行混合；超声20～60min后用清水冲洗两遍，之后烘干。

在一个优选的实施方案中，所述烘干采用低温烘干(50℃)或自然烘干。

在一个优选的实施方案中，在步骤S1中，所述敏化采用含锡粒的10mmol/L SnCl₂与溶液体积含量0.6％的HCI溶液中混合搅拌后，搅拌10min，用去离子水浸泡10min后清洗2遍，之后用水冲洗后把水沥干。

锡是用于防止SnCl₂氧化，所以添加有锡粒即可。

在一个优选的实施方案中，在步骤S1中，所述活化处理为将沥干的布料在活化液中浸泡，之后用去离子水中浸泡，捞出沥干，烘干。