[实用新型]一种集电器和电极

说明书

本实用新型提供了一种集电器和电极，在锂电池中的铜箔和铝箔的表面涂敷非晶碳膜的基础上，进一步在非晶碳膜表面涂敷和电极活性材料结合力优良的涂层。本实用新型能够实现活性材料和涂敷有非晶碳膜的铜、铝等金属箔的有效粘合，同时具有高的热阻力、抗腐蚀性和导电性，在保证涂覆有非晶碳膜的电极性能可靠性的同时，满足生产的工艺要求。

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其是涉及一种集电器和电极，主要用于锂电池和电容器。

背景技术

电池或电容是目前普遍应用的技术，尤其电池技术，提高充放电性能和寿命是目前研究广泛的课题。尤其非晶碳膜的应用是提高电池的有效手段。

专利CN102089905, 主要针对铝电极箔表面涂敷铪、钨、钽、钼、铌等金属的碳化物，保证非晶碳膜和铝的结合力，降低电阻和提高抗腐蚀性。专利CN1197182, 是在二次电池的阳极表面，涂敷非晶碳，提高了电池的充放电能力和次数。CN107403697，是在电极箔、集电体、电极表面形成从基底到顶层表面由金属、和碳的混合层以及纯非晶碳的逐步过渡层，进一步提高了非晶碳膜和基体的结合力。专利CN108028140,发明了一种双层电容器，其正极侧的铝或铝合金集电体表面涂敷非晶碳膜。

可见，非晶碳膜（包括掺杂的非晶碳膜）在电池和电容领域具有广阔的应用市场，非晶碳膜种类繁多，包括a-C:H, a-C:H 及其金属和非金属掺杂，包括SP³和SP²的含量高低等各种不同的非晶碳，但在实际生产中，工厂仍然使用含粘结剂的活性材料，将活性材料涂敷于非晶碳膜表面，干燥烧结成为一体做为电极。其所用粘结剂是基于金属表面，确切的说是铜和铝表面性质而采用结合力良好的粘结剂，因此造成和非晶碳膜表面的粘合力不够，干燥后，涂有非晶碳膜的铝或铜箔脱落。

本发明旨在解决上述问题，在保证非晶碳膜和铝或铜箔具有良好结合力、导电率和抗腐蚀的基础上，提高表面涂敷非晶碳膜的铜或铝箔和活性材料的粘结剂具有优良的结合力，同时又不破坏非晶碳膜的抗腐蚀性，从而提高电池的充放电性能和次数，满足实际生产中的应用。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种集电器，通过对非晶碳表面进行改性，使非晶碳表面具有金属性质，从而提高非晶碳膜与活性材料的结合力，进而提高电池的充放电性能和次数，同时又不破坏非晶碳膜的抗腐蚀性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

如图1所示，本实用新型提供一种集电器，包括集流体和涂覆于集流体的非晶碳膜，所述非晶碳膜于集流体相背侧的表面涂覆有增附层，所述增附层包括金属。

进一步地，所述集流体为金属箔；

所述金属箔为铜箔或铝箔。

进一步地，所述集流体和非晶碳膜之间设有过渡层；

所述过渡层包括铝、铜、铬、钛、钨中的一种或多种金属，以及其化合物，所述化合物为金属的碳化物或碳氮化物。

本实用新型中，非晶碳膜涂覆于作为集流体的铜箔、铝箔等金属箔表面，或涂覆于金属箔表面所附铝、铜、铬、钛、钨等各种金属，以及其化合物层，如碳化物、碳氮化物的表面。

非晶碳膜主要由杂化碳组成的非晶态和微晶态结构的碳膜，包括类金刚石、类石墨，包括金属和非金属元素掺杂的非晶碳，通常，可以采用物理气相沉积和化学气相沉积法制得。本领域中，为了降低电阻和提高电极的抗腐蚀性，通常的方法是在电流收集箔的表面涂覆一层非晶碳膜，再在非晶碳膜表面粘附一层混有粘结剂的活性材料层制成电极；

由于市场上的粘结剂和大多数金属具有良好的结合力，因此，首选使非晶碳膜的表面具有金属性质，如涂敷各种金属及其合金，所涂敷的金属或合金，要和非晶碳膜以及粘结剂具有良好的结合力，同时，必须保持非晶碳膜的导电率和抗腐蚀等特性，并保证非晶碳膜和铝箔或铜箔具有良好结合力。