[发明专利]一种具有三维网络立体结构的集流体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有三维网络立体结构的集流体，其特征在于，所述集流体包括：高分子聚合物集流体基体和金属导电层；

所述高分子聚合物集流体基体具有三维网络孔隙结构；

所述金属电导层由通过物理淀积方式沉积在所述高分子聚合物集流体基体上的金属材料构成；所述金属导电层用以提高所述集流体横向与纵向的电子电导率和化学稳定性；

通过具有所述物理淀积的金属电导层的三维网络孔隙结构的集流体，提高活性物质与集流体的接触面积与结合力，以及局部电流密度的分散速度；

其中，所述高分子聚合物集流体基体的目数为50至1000目，所述金属导电层的厚度为50nm至1000nm。

2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述高分子聚合物集流体基体的材质包括聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚氯乙烯、芳香族聚酰胺中的一种或几种；

所述金属材料包括：Fe、Sn、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、Al、Au、Ag、Cr、Li、Na、Ti、Ni、Nb的一种金属单质或几种金属单质的混合。

3.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述高分子聚合物集流体基体的厚度为30微米至200微米；其中，所述目数表示所述高分子聚合物集流体基体的三维网络孔隙结构在一个平面上的网络交叉节点的密度。

4.一种上述权利要求1-3任一所述的具有三维网络立体结构的集流体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将具有三维网络孔隙结构的高分子聚合物集流体基体经进行打磨、清洗、干燥处理；

在处理后的高分子聚合物集流体基体上物理沉积导电金属层，从而形成具有三维网络立体结构的集流体。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述清洗的方法具体包括：对打磨后的高分子聚合物集流体基体在0.1-1mol/L的盐酸中浸泡10-60分钟后，用去离子水进行清洗，再用乙醇和/或丙酮进行清洗；

所述干燥的方法具体为：在鼓风干燥箱中进行干燥。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述物理沉积的方法具体包括真空蒸镀、离子镀、射频溅射、磁控溅射或反应溅射中的任一种。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述高分子聚合物集流体基体的材质包括聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚氯乙烯、芳香族聚酰胺中的一种或几种；

所述金属材料包括：Fe、Sn、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、Al、Au、Ag、Cr、Li、Na、Ti、Ni、Nb的一种金属单质或几种金属单质的混合。

8.一种电极片，其特征在于，所述电极片包括上述权利要求1-3任一所述的具有三维网络立体结构的集流体和承载于所述集流体上的电极材料。

9.根据权利要求8所述的电极片，其特征在于，所述电极材料包括电极活性物质；

所述电极活性物质具体包括：硫、天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳，以及硅、锡、锗、锌、铝、硼及过渡金属的氧化物、硫化物、氟化物、氮化物或磷化物中的至少一种或几种的复合材料；其中，所述过渡金属包括Cr、Cu、Fe、Co、Ni、Nb、V、Mo、W或Ru中的一种；

所述电极片上，所述电极活性物质的单面负载量在4mg/cm²至20mg/cm²。