[发明专利]一种超导集流体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超导集流体的制备方法及超导集流体，通过将导电材料、超导纳米材料、粘结剂等按照一定比例制成超导纳米涂炭浆料涂在集流体基材表面，形成具有中间层和超导层的超导集流体，该超导集流体相比传统集流体可以改善二次电池高倍率充放电场景下的内阻，进而提升内部循环效率，从而使得二次电池在高倍率充放电场景下依旧具有较高的导电性能。

技术领域

本发明涉及非水性二次电池的制造技术领域，具体涉及一种超导集流体及其制备方法。

背景技术

二次电池是可以再重复使用的电池，可持续的充电、放电使用，二次电池一样是经过化学能转换成电能，也可以由充电方式，将电能重新转化成化学能，便可让电池再次使用，而使用的次数随着材料与设计有其差异性。

目前在二次电池极片的制造过程中，通常是在铜类或铝类集流体表面涂覆导电碳黑类导电材料，一方面是提升活性物质对极片的粘接性能，另一方面是增强铜类或铝类集流体对活性物质进行电流收集工作。

目前使用的导电炭黑类材料其导电能力有限，尤其在充放电倍率较高的场景，二次电池内部会产生较大的极化，即电池极片中电位严重偏离平衡电位，导致电池的电性能降低，从而影响二次电池的内阻和循环。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超导集流体的制备方法及超导集流体，以解决上述背景技术中提到的技术问题。

为了实现上述目的，本发明公开了一种超导集流体的制备方法，包括如下步骤：步骤一，将导电材料、超导纳米材料、粘结剂依次加入溶剂中搅拌均匀，得到超导纳米涂炭浆料，步骤二，选取集流体基材，将步骤一得到的超导纳米涂炭浆料通过涂布系统涂在集流体基材的表面形成超导层，步骤三，将超导层烘干，然后对超导集流体进行收卷。

其中，导电材料、超导纳米材料、粘结剂的重量比为1:0.3-0.8:0.2-0.3。

可选地，导电材料包括碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯、导电炭黑中的至少一种。

可选地，超导纳米材料为砷化铌纳米带。

可选地，粘结剂包括有机硅胶黏剂、聚乙烯醇胶黏剂、丙烯酸胶黏剂、环氧胶黏剂、橡胶胶黏剂、聚偏氟乙烯胶黏剂、乙烯乙酸酯胶黏剂、酚醛胶黏剂、聚氨酯胶黏剂中的至少一种。

可选地，超导纳米涂炭浆料的固含量为5-25%。

可选地，集流体基材为铜基集流体或铝基集流体，包括铜箔、铝箔、铜铝合金箔、复合集流体、其他金属元素掺杂的铜箔，或者其他金属元素掺杂的铝箔。

其中，复合集流体包括复合铜集流体、复合铝集流体等。复合铜集流体的结构为中间为高分子薄膜，高分子薄膜的外面两侧为铜镀层，复合铝集流体的结构为中间为高分子薄膜，高分子薄膜的外面两侧为铜铝层，其中高分子薄膜可以是绝缘树脂。

可选地，步骤二中的涂布速度为90-120m/min。

可选地，步骤三中的烘干温度为50℃-90℃。

可选地，步骤三中的收卷张力为40-140N/m。

本发明同时要求保护一种采用上述超导集流体制备方法制成的超导集流体，该超导集流体包括：中间层，以及附着在中间层沿厚度方向一侧或两侧的超导层，中间层为集流体基材。

进一步地，超导集流体的方阻小于15毫欧姆每方块，中间层的厚度为3-19微米，超导层的厚度为0.15-6微米，超导集流体的总厚度为4-21微米。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：