[发明专利]一种复合结构柔性集流体及其制备方法

权利要求书

1.一种复合结构柔性集流体，其特征在于，包括柔性非导电基材、导电金属层和导电碳涂层；

所述柔性非导电基材包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、邻苯基苯酚、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚酰胺、聚苯砜、聚砜、乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚苯乙烯中的一种；所述柔性非导电基材的厚度为5~40μm；

所述导电碳涂层由包含以下质量份数的原料制备得到：0.1~40份的高分子粘结剂、0.01~40份的导电聚合物、20~80份的导电粉体、0.01~10份的交联组分、10~80份的溶剂、0.1~10份的流平剂；所述导电碳涂层的厚度为10~5000nm。

2.根据权利要求1所述的复合结构柔性集流体，其特征在于，所述导电金属层的金属包括Al、Cu、Fe、Ni、Na、Li、Au、Ag和不锈钢中的一种或几种，所述金属层的厚度为1~10μm。

3.根据权利要求2所述的复合结构柔性集流体，其特征在于，所述高分子粘结剂包含羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、聚丙烯酸、聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚丙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、环氧树脂、聚氨酯、聚醚、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、改性丙烯酸、改性聚氨酯、改性丁苯橡胶及上述聚合物的衍生物或嵌段、接枝共聚物中的一种或几种。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的复合结构柔性集流体，其特征在于，所述导电聚合物包含聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺及上述聚合物的衍生物或嵌段、接枝共聚物中的一种或几种；

所述导电粉体包含碳黑、乙炔黑、碳纳米管、碳纤维、石墨、纳米石墨、石墨烯、富勒烯和导电氧化物中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的复合结构柔性集流体，其特征在于，所述交联组分包含双丙酮丙烯酰胺和/或聚丙烯酸-双丙酮丙烯酰胺树脂-己二酰肼共交联物；

所述溶剂包含N-甲基吡咯烷酮、水、异丙醇、无水乙醇的一种或几种；

所述流平剂包含异佛尔酮、二丙酮醇、乙二醇丁醚、丙烯酸类、有机硅类和氟碳化合物类中的一种或几种。

6.权利要求1~5任意一项所述的复合结构柔性集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将导电金属附着于柔性非导电基材表面得到金属膜层集流体；

2）配制导电碳涂层浆料后对金属膜层集流体表面进行涂布，之后烘干即得到复合结构柔性集流体；

步骤1）中，所述附着包括喷涂或干法热复合；

所述喷涂为对柔性非导电基材表面顺次进行热喷涂及热压处理，得到金属膜层集流体；

所述干法热复合为对柔性非导电基材表面进行粗糙化预处理，再采用凹版印刷或积压涂布的方式将热固型胶液涂覆在预处理后的柔性非导电基材表面上，之后将金属膜通过加热的方式与涂胶后的柔性非导电基材复合即得到金属膜层集流体。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述热喷涂的温度为100~1000℃，热喷涂的速率为10~80s/m；所述热压处理的压力为0.4~0.8MPa，热压处理的温度为50~100℃。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述热固型胶液包括丙烯酸、环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基酯、双马来酰胺、热固性聚酰亚胺、氰酸酯和聚丁二烯树脂中的一种或几种；所述加热的温度为50~120℃。

9.根据权利要求6或8所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，涂布的速度为1~180米/分钟，烘干的温度为50~200℃。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，导电碳涂层浆料的粘度为10~2000mPa·s，导电碳涂层浆料的固含量为2~35%，pH值为3~12。