[发明专利]一种二次电池集流体、导电浆料及其制备方法

权利要求书

1.一种二次电池集流体，其包括金属箔及功能涂层，其特征在于，该功能涂层是由导电浆料涂覆在金属箔的至少一个表面上、干燥后形成的厚度为不大于500nm的功能性层状覆盖结构；所述涂层中单层碳纳米管的长度方向分别呈特定的取向和非取向交织排列，共同形成具有强化固着、导电、导热和高透光特性的三维网络结构；所述的长度方向呈取向排列的磁性单层碳纳米管，其底部管口连接在金属箔的表面上、顶部管口向上、形成以取向性单层碳纳米管为主体的、垂直或接近垂直于金属箔表面的竖直阵列下层；所述的非取向单层碳纳米管在长度方向上，少部分与取向性单层碳纳米管交织排列，大部分在下层的上方相互交织，形成以非取向性单层碳纳米管为主体的、平行或接近平行于金属箔表面的网状交织上层。

2.根据权利要求1所述的二次电池集流体，其特征在于，该涂层中的单层碳纳米管的管径不大于2nm，长度不大于15μm；其中取向性单层碳纳米管的管径不大于2nm，长度不大于300nm。

3.根据权利要求1所述的二次电池集流体，其特征在于，所述的涂层中长度方向呈特定的取向排列的单层碳纳米管，为磁性单层碳纳米管，其特定的取向排列的方向，为垂直或接近垂直于金属箔的表面；所述涂层中长度方向呈非取向排列的单层碳纳米管，为非磁性单层碳纳米管，其长度方向不具有特定的排列方向，随机排列在磁性单层碳纳米管之间或其上方。

4.根据权利要求1所述的二次电池集流体，其特征在于，所述的涂层，涂覆后的部位在自然光照射下呈现可观测的黄色或橙色，且可根据该涂层与金属箔本身色差的变化，判断金属箔的涂层覆盖率。

5.根据权利要求4所述的二次电池集流体，其特征在于，当所述涂层覆盖率大于95％时，电池集流体相对应呈现的可观测的标准颜色为：金属箔为铝箔时，涂层颜色的RAL色卡对照为RAL1015亮象牙色；金属箔为铜箔时，涂层颜色的RAL色卡对照为RAL2012鲑鱼橙色。

6.一种制备权利要求1～5之一所述二次电池集流体的导电浆料，其特征在于，该导电浆料是由单层碳纳米管、分散剂、粘接剂及溶剂分散混合制得的水性浆料，且该浆料固含量为0.1～5wt％，25℃时粘度为200～1000mPa·s，pH为8～11；其中的单层碳纳米管包括磁性单层碳纳米管与非磁性单层碳纳米管，且单层碳纳米管的管径不大于2nm，长度不大于15μm；所述的磁性单层碳纳米管呈长度方向取向排列，其底部管口连接在金属箔的表面上、顶部管口向上、形成以取向性单层碳纳米管为主体的、垂直或接近垂直于金属箔表面的竖直阵列下层；所述的非取向单层碳纳米管在长度方向上，少部分与取向性单层碳纳米管交织排列，大部分在下层的上方相互交织，形成以非取向性单层碳纳米管为主体的、平行或接近平行于金属箔表面的网状交织上层。

7.根据权利要求6所述二次电池集流体的导电浆料，其特征在于，各原材料组分的重量比为单层碳纳米管：粘接剂：分散剂：溶剂＝(0.02～2)：(0.05～20)：(0.02～20)：(58～99.91)；其中，所述磁性单层碳纳米管：非磁性单层碳纳米管＝(4～6)：(4～6)；其中所述磁性单层碳纳米管的管径不大于2nm，长度不大于300nm。

8.一种权利要求6或7所述导电浆料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)制备原材料：按照原材料比例分别制备单层碳纳米管、粘接剂、分散剂、溶剂；

(2)初步分散：采用先高速真空分散机，后砂磨机进行初步分散；

(3)二次分散：采用超声处理设备以超声共振的方式进行再次分散，并根据所处理浆料的数量，进行模块化组合，使其中的单层碳纳米管被均匀分散。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)、(3)中，在分散过程中，还包括用氨水将导电浆料的pH值调至8～11，以保持浆料的稳定性；以及对导电浆料施加双向交变电场、促进磁性单层碳纳米管的取向性移动，加快单层碳纳米管整体的分散速度。