集流體製備方法
2023-04-23 12:13:16 2
集流體製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種集流體製備方法，其包括：提供一表面具有一石墨烯膜的基底及一塑料支撐膜；層疊所述具有石墨烯膜的基底和所述塑料支撐膜，其中所述石墨烯膜和所述塑料支撐膜接觸設置；複合所述石墨烯膜和所述塑料支撐膜，以形成一基底-石墨烯-塑料支撐膜複合結構；以及去除所述基底。
【專利說明】集流體製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種集流體製備方法。
【背景技術】
[0002]集流體是電化學電池的一個重要組成部分。在電化學電池中，集流體表面通常承載電極活性材料並接觸電解液，能為電化學反應提供電子通道，以加快電子轉移，並將電子傳輸到外電路形成電流。因此，集流體的性能與電化學電池的性能密切相關。
[0003]現有的集流體通常由導電金屬箔片構成，如銅箔及鋁箔等。然而，這些金屬箔片一般具有較大的重量，從而使電化學電池的能量密度較小；同時，由於金屬材料易被腐蝕，進一步影響了電化學電池的使用壽命。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，確有必要提供一種具有較小重量且抗腐蝕的集流體的製備方法。
[0005]一種集流體製備方法，其包括以下步驟:提供一表面有一石墨烯膜的基底及一塑料支撐膜；層疊並複合所述有石墨烯膜的基底和所述塑料支撐膜，以形成一基底-石墨烯-塑料支撐膜複合結構，其中所述石墨烯膜和所述塑料支撐膜接觸設置；以及去除所述基底。
[0006]與現有技術相比較，通過上述方法製備的集流體中，由於塑料支撐膜和石墨烯膜均具有較小的密度和優異的抗腐蝕性，從而可降低整個電化學電池的重量及使用壽命；所述石墨烯膜具有很好的導電性，且直接與所述電極材料層接觸，從而可降低所述電極材料層與該集流體之間的接觸電阻；上述製備方法簡單，且通過該製備方法可將一完整的、連續的石墨烯片形成於所述塑料支撐膜的表面，從而可更好地發揮石墨烯的導電性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明實施例提供的集流體中石墨烯膜覆蓋於塑料支撐膜的結構示意圖。
[0008]圖2為本發明實施例提供的集流體中石墨烯膜覆蓋於塑料支撐膜的掃描電鏡照片。
[0009]圖3為本發明實施例提供的包括極耳的集流體的俯視圖。
[0010]圖4為本發明實施例提供的包括極耳的集流體的側視圖。
[0011]圖5為本發明實施例提供的用石墨烯轉移法將所述石墨烯膜覆蓋於所述塑料支撐膜的過程示意圖。
[0012]圖6為本發明實施例提供的電化學電池電極的結構示意圖。
[0013]圖7為本發明【具體實施方式】提供的鋰離子電池充放電測試曲線圖。
[0014]圖8為本發明【具體實施方式】提供的鋰離子電池充放電循環測試曲線圖。
[0015]主要元件符號說明
電化學電池電極丨10_
【權利要求】
1.一種集流體製備方法，其包括以下步驟: 提供一表面具有一石墨烯膜的基底及一塑料支撐膜； 層疊所述具有石墨烯膜的基底和所述塑料支撐膜，其中所述石墨烯膜和所述塑料支撐膜接觸設置； 複合所述石墨烯膜和所述塑料支撐膜，以形成一基底-石墨烯-塑料支撐膜複合結構；以及 去除所述基底。
2.如權利要求1所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述石墨烯膜採用化學氣相沉積法、機械加壓法或採用膠帶從石墨上撕取的方法製備。
3.如權利要求2所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述機械加壓法包括以下步驟: 提供一塊狀石墨，將該塊狀石墨切出平整表面並出現乾淨的解理面，將得到的帶解理面的塊狀石墨放到所述基底的表面上，其中，所述塊狀石墨的平整表面與所述基底接觸； 向所述塊狀石墨施加一定壓力，並保持該壓力一段時間後，釋放所述壓力 '及 從所述基底上取下所述塊狀石墨，從而在所述基底上形成所述石墨烯膜。
4.如權利要求3所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述壓力為98牛頓至196牛頓，所述壓力的保持時間為5分鐘至10分鐘。
5.如權利要求3所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述基底的材料為二氧化矽。
6.如權利要求1所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述複合石墨烯膜和塑料支撐膜的方法為:通過一機械壓力壓合所述層疊設置的具有石墨烯膜的基底和所述塑料支撐膜。
7.如權利要求6所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述石墨烯膜和所述塑料支撐膜通過分子間作用力緊密結合。
8.如權利要求1所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述複合石墨烯膜和塑料支撐膜的方法為:將所述塑料支撐膜直接粘結於所述石墨烯膜。
9.如權利要求1所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述去除所述基底的方法為溶液腐蝕法或刻蝕法。
10.如權利要求1所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述石墨烯膜為一完整的、連續的石墨稀片。
11.如權利要求1所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述塑料支撐膜為片狀膜、網狀膜或多孔狀膜。
12.如權利要求1所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述塑料支撐膜的材料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物。
13.如權利要求1所述的集流體製備方法，其特徵在於，所述塑料支撐膜的厚度為I微米至200微米。
14.一種集流體製備方法，其包括以下步驟: 提供一表面具有一石墨烯膜的基底及一塑料支撐膜； 將所述石墨烯膜從基底轉移至所述塑料支撐膜的表面形成一石墨烯-塑料支撐膜複合結構。
【文檔編號】H01M4/66GK103427086SQ201210153299
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年5月17日 優先權日:2012年5月17日
【發明者】何向明, 王莉, 李建軍, 高劍, 郭建偉 申請人:清華大學, 鴻富錦精密工業（深圳）有限公司