一種高比能量的鋰電池及鋰電池的集流體制備方法
【專利摘要】本發(fā)明一種高比能量的鋰電池及鋰電池的集流體制備方法，其特征在于：高比能量的鋰電池包括正極極片、負極極片、隔膜以及集流體。集流體為采用磁控濺射法制備的鍍碳鋁網(wǎng)或者銅網(wǎng)，該制備方法簡便、且鍍碳后鋁網(wǎng)和銅網(wǎng)的比表面積高、機械強度高、與電極漿料之間的粘合性強，電池充放電過程中的極片掉粉現(xiàn)象明顯減少。另外，集流體中碳層與金屬網(wǎng)之間還鍍有過渡層，大大地增加了碳層與金屬網(wǎng)之間的結(jié)合力，提高了電池單體的安全性。
【專利說明】一種高比能量的鋰電池及鋰電池的集流體制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高比能量的鋰電池及鋰電池的集流體制備方法，其在集流體表面鍍有薄碳層，屬于鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著節(jié)能減排呼聲的不斷提高，新能源汽車的開展也越來越蓬勃。新能源汽車不同于傳統(tǒng)內(nèi)燃機車，開展該項技術(shù)的研究可以實現(xiàn)中國在汽車技術(shù)方面的“彎道超車”，另外，開展新能源汽車研究也符合國家的產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展方向。電池是新能源汽車的核心和靈魂，它決定著新能源汽車的各項指標(biāo)，只有掌握了電池技術(shù)才是真正的掌握了新能源汽車技術(shù)。而不同種類的電池也有著各自的優(yōu)缺點，應(yīng)用范圍和應(yīng)用前景也各不相同。在眾多電池中，鋰離子電池由于具有出色的循環(huán)壽命、功率密度和安全性等，被認為是最有前途的車載動力電池。
[0003]但是，現(xiàn)有鋰電池由于能量密度僅能夠達到150wh/kg，仍然不能滿足新能源汽車的長續(xù)航里程的要求，為此，必須開發(fā)出具有更高能量密度的鋰離子動力電池。要想提高電池單體的能量密度，就必須從材料和結(jié)構(gòu)兩個方面入手。然而，依現(xiàn)有的鋰電池制造技術(shù)，很難在電池的結(jié)構(gòu)方面做出很大的改進，因此，我們只能通過優(yōu)化材料，才能進一步提高電池的能量密度。 [0004]集流體材料是電池中占較大重量的一類材料，通常為銅箔(負極集流體)和鋁箔(正極集流體)?？墒沁@些材料較高的重量，嚴重影響了電池能量密度的提升。近年來，具有較強機械強度的銅網(wǎng)和鋁網(wǎng)被人們應(yīng)用在鋰離子電池領(lǐng)域，并且取得了一定的成果，單體的能量密度有了進一步的增加。但是，作為電池集流體的鋁網(wǎng)和銅網(wǎng)卻因為比表面積不高和與正負極漿料結(jié)合力不夠等原因，影響了其在鋰離子電池上的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個目的是提供一種高比能量的鋰電池，其在具有一定孔徑結(jié)構(gòu)的鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)表面鍍上一層碳層，以提高金屬網(wǎng)集流體的比表面積，增加金屬網(wǎng)的機械強度和與電極漿料之間的粘合性，減少在電池充放電過程中的正極掉粉現(xiàn)象；
本發(fā)明的另一個目的是提供一種高比表面積的鋰電池集流體的制備方法，其工藝方法簡便，鍍碳層與鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)結(jié)合力高，改性后的鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)比表面積大，與正極漿料結(jié)合力大，能夠提高電池單體的安全性，在碳層與鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)之間還鍍有鋁碳過渡層，大大地提高了碳層與鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)之間的結(jié)合力，增加了其應(yīng)用的可能性。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種高比能量的鋰電池，由正極極片、負極極片、隔膜以及外包裝鋁塑膜組成；其特征在于:正極極片包含正極活性材料、正極粘結(jié)劑、正極導(dǎo)電劑和正極集流體，其中正極活性材料、正極粘結(jié)劑和正極導(dǎo)電劑三者形成的混合物均勻的涂覆于正極集流體表面，混合物中正極活性材料85、5#?.%、正極粘結(jié)劑占3h %和正極導(dǎo)電劑占2~6#?.% ;負極極片包含負極活性材料、負極粘結(jié)劑、負極導(dǎo)電劑和負極集流體，其中負極活性材料、負極粘結(jié)劑和負極導(dǎo)電劑三者形成的混合物均勻的涂覆于負極集流體表面，混合物中負極活性材料占87、3ff1.%,負極粘結(jié)劑占5^8wt.%，負極導(dǎo)電劑占2~5#.% ;隔膜為PP、PE隔膜或者PP/PE/PP三層復(fù)合隔膜，隔膜厚度為10~40 μ m。
[0007]所述的正極極片中的正極活性材料包括錳酸鋰、鎳鈷錳三元材料和層狀富鋰材料；正極粘結(jié)劑包括聚偏氟乙烯、羥丙基甲基纖維素；正極導(dǎo)電劑包括乙炔黑、納米碳纖維、碳納米管；正極集流體為通過磁控濺射方法制備的涂碳鋁網(wǎng)，涂碳鋁網(wǎng)厚度為15~50μπι ;負極集流體為通過磁控濺射方法制備的涂碳銅網(wǎng)，涂碳銅網(wǎng)厚度為10-35μπι。
[0008]所述的一種高比能量的鋰電池的集流體的制備方法，具體步驟如下:
a)將鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)經(jīng)過有機溶劑洗滌清除表面油污雜質(zhì)后，以壓縮空氣吹干，夾持于真空氣象沉積儀公轉(zhuǎn)工件架之上，將體系抽真空至實驗要求范圍；
b)到達實驗要求真空度后，通入氬氣至一定氣壓，清洗實驗用鋁靶或銅靶及石墨靶；
c)旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至鋁靶或銅靶正對靶位，經(jīng)過設(shè)定偏壓電源占空比、頻率、電壓，鋁靶或銅靶磁控濺射電源占空比、頻率、電流，氬氣流量，氣壓值后在一定時間內(nèi)平穩(wěn)增加碳源氣體流量至一定數(shù)值，對鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)進行Al-C或Cu-C過渡層噴鍍；
d)過渡層噴鍍完畢后，旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至石墨靶正對靶位，經(jīng)過設(shè)定偏壓電源占空比、頻率、電壓，石墨靶磁控濺射電源占空比、頻率、電流，保持氬氣及所用碳源氣體流量不變，在一定時間內(nèi)對鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)進行碳層噴鍍。
[0009]所述的步驟a)中 有機溶劑包括乙醇、丙酮、二氯甲烷、及油脂清洗劑。
[0010]所述的步驟a)中鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)規(guī)格為50~500目，厚度在50~200 μ m,長度60cm，寬度15-30cm，鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)與磁控濺射靶面平行，所隔間距8~15cm。
[0011]所述的步驟a)中實驗要求真空度為小于3.0X10_3Pa。
[0012]所述的步驟b)氣壓調(diào)節(jié)范圍為3.0X KT1UX KT1Pa15
[0013]所述的步驟c)偏壓電源占空比60%~80%，頻率60kHz~80kHz，電壓300V~1000V，鋁靶或銅靶磁控濺射電源占空比60%~80%，頻率20kHz-40kHz，電流6A~12A，氬氣流量lOOsccm,氣壓 3.0X I(T1 ~6.0 X KT1Pa,時間 15mirT30min，甲烷上限 IOOsccm 至 200sccm。
[0014]所述的步驟d)偏壓電源占空比60%~80%，頻率60kHz~80kHz，電壓300V~1000V。石墨靶控濺射電源占空比60%~80%，頻率20kHz~40kHz，電流6A~12A。氬氣流量lOOsccm，氣壓
3.0X10 ^6.0 X 10 1Pa0碳層噴鍛時間在30min~60min,甲燒通入速度在IOOsccm~200sccm。
[0015]本發(fā)明的積極效果是其工藝方法簡便，鍍碳層與鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)結(jié)合力高，改性后的鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)比表面積大，與電極漿料結(jié)合力大，能夠提高電池單體的安全性，在碳層與鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)之間還鍍有鋁碳過渡層，大大地提高了碳層與鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)之間的結(jié)合力，增加了其應(yīng)用的可能性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1本發(fā)明所述的高比能量鋰離子電池各單元的結(jié)構(gòu)示意圖，其中“I”是采用磁控濺射法制備的涂碳鋁網(wǎng)，“2”是正極混合物，“3”是隔膜，“4”是負極混合物，“5”是采用磁控濺射法制備的涂碳銅網(wǎng)。
[0017]圖2本發(fā)明所述的高比能量鋰離子電池的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中“6”是鋁塑膜。[0018]圖3本發(fā)明實例4中的經(jīng)過磁控濺射法鍍碳德鋁網(wǎng)的光學(xué)電鏡照片。
[0019]圖4本發(fā)明實例7中的經(jīng)過磁控濺射法鍍碳德鋁網(wǎng)能譜照片。
[0020]圖5本發(fā)明實例8中的經(jīng)過磁控濺射法鍍碳的銅網(wǎng)。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述:
實施例1
將含有90#.%猛酸鋰、6#?.%聚偏氟乙烯和4#?.%乙炔黑的混合物涂敷于通過磁控濺射法制備的20 μ m涂碳鋁網(wǎng)上，作為正極極片；將含有90#.%人造石墨、5#.%聚偏氟乙烯和5#.%乙炔黑的混合物涂敷于通過磁控濺射法制備的25 μ m涂碳銅網(wǎng)上，作為負極極片^fPP單層隔膜、正極極片和負極極片如圖1、2所示的方式進行層疊，通過鋁塑膜進行包裝，注入電解液后即可得高比能量鋰電池。
[0022]實施例2
將含有85#.%鎳鈷錳三元材料、7#.%羥丙基甲基纖維素和8#.%納米碳纖維的混合物涂敷于通過磁控濺射法制備的50 μ m涂碳鋁網(wǎng)上，作為正極極片；將含有93#.%鈦酸鋰、5#.%羥丙基甲基纖維素和2打.％納米碳纖維的混合物涂敷于通過磁控濺射法制備的10 μ m涂碳銅網(wǎng)上，作為負極極片；將PE單層隔膜、正極極片和負極極片如圖2所示的方式進行層疊，通過鋁塑膜進行包裝，注入電解液后即可得高比能量鋰電池。
[0023]實施例3
將含有95#.%層狀富鋰材料、3#?.%聚偏氟乙烯和2#?.%碳納米管的混合物涂敷于通過磁控濺射法制備的15 μ m涂碳鋁網(wǎng)上，作為正極極片；將含有87#.%硅碳復(fù)合材料、8wt.%聚偏氟乙烯和5#?.%碳納米管的混合物涂敷于通過磁控派射法制備的35 μ m涂碳銅網(wǎng)上，作為負極極片JfPP/PE/PP三層復(fù)合隔膜、正極極片和負極極片如圖2所示的方式進行層疊，通過鋁塑膜進行包裝，注入電解液后即可得高比能量鋰電池。
[0024]實施例4
選取規(guī)格為50目，厚度60 μ m的招網(wǎng)，將其裁剪為60cmX 15cm后經(jīng)過無水乙醇浸泡超聲清潔表面油污，以壓縮空氣吹干，夾持于真空氣象沉積儀公轉(zhuǎn)工件架之上，距靶面15cm。打開真空抽氣裝置將體系抽真空至9.0X 10_4Pa。通入氬氣至3.0X KT1Pa后分別清洗試驗用鋁靶及石墨靶。旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至鋁靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源占空比60%，頻率80kHz，電壓500V ;鋁靶磁控濺射電源占空比80%，頻率40kHz，電流6A ;氬氣流量lOOsccm，在15min內(nèi)將甲烷流量由Osccm升至lOOsccm，氣壓為3.0 X KT1Pa,進行Al-C過渡層噴鍍。過渡層噴鍍完畢后，旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至石墨靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源偏壓500V，占空比60%，頻率80kHz ;石墨靶磁控濺射電源占空比80%，頻率40kHz，電流12A ;氬氣流量lOOsccm，甲烷流量lOOsccm，氣壓5.7 X KT1Pa,鍍膜時間30min后，便得到磁控濺射法制備鋰離子電池用鍍碳鋁網(wǎng)集流體，圖3是該集流體的光學(xué)顯微鏡照片。
[0025]實施例5
選取規(guī)格為100目，厚度50 μ m的鋁網(wǎng)，將其裁剪為60cmX20cm后經(jīng)過二氯甲烷浸泡超聲清潔表面油污后，以壓縮空氣吹干，夾持于真空氣象沉積儀公轉(zhuǎn)工件架之上，距靶面15cm。打開真空抽氣裝置將體系抽真空至3.0 X 10_3Pa。通入氬氣至6.0 X KT1Pa后分別清洗試驗用鋁靶及石墨靶。旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至鋁靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源占空比60%，頻率60kHz,電壓300V ;鋁靶磁控濺射電源占空比80%，頻率40kHz，電流12A ;氬氣流量lOOsccm，在30min內(nèi)將甲烷流量由Osccm升至200sccm，氣壓為6.0X KT1Pa,進行Al-C過渡層噴鍍。過渡層噴鍍完畢后，旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至石墨靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源偏壓300V，占空比60%，頻率60kHz ;石墨靶磁控濺射電源占空比80%，頻率40kHz，電流12A ;氬氣流量lOOsccm,甲烷流量200SCCm，氣壓6.0X KT1Pa,鍍膜時間60min后便得到磁控濺射法制備鋰離子電池用鍍碳鋁網(wǎng)集流體。
[0026]實施例6
以磁控濺射鍍膜法制備鍍碳鋁網(wǎng)。選取規(guī)格為500目，厚度200μπι的鋁網(wǎng)，將其裁剪為60cmX 30cm后經(jīng)過丙酮浸泡超聲清潔表面油污后，以壓縮空氣吹干，夾持于真空氣象沉積儀公轉(zhuǎn)工件架之上，距靶面8cm。打開真空抽氣裝置將體系抽真空至9.0X 10_4Pa。通入氬氣至3.0X KT1Pa后分別清洗試驗用鋁靶及石墨靶。旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至鋁靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源占空比80%，頻率80kHz，電壓1000V ;鋁靶磁控濺射電源占空比60%，頻率20kHz,電流6A ;IS氣流量lOOsccm,在20min內(nèi)將甲燒流量由Osccm升至120sccm,氣壓范圍3.0X KT1Pa~5.4X KT1Pa進行Al-C過渡層噴鍍。過渡層噴鍍完畢后，旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至石墨靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源偏壓1000V，占空比80%，頻率80kHz ;石墨靶磁控濺射電源占空比60%，頻率20kHz,電流6A ;氬氣流量lOOsccm,甲烷流量120sccm，氣壓3.0X KT1Pa,鍍膜時間30min后完成磁控濺射制備法制備鋰離子電池用鍍碳鋁網(wǎng)及流體的制備。
[0027]實施例7
選取規(guī)格為200目，厚度100 μ m的鋁網(wǎng)，將其裁剪為60cmX20cm后經(jīng)過油脂清洗劑超聲清潔表面油污后，以壓縮空氣吹干，夾持于真空氣象沉積儀公轉(zhuǎn)工件架之上，距靶面15cm。打開真空抽氣裝置將體系抽真空至9.0 X 10_4Pa。通入氬氣至3.0 X KT1Pa后分別清洗試驗用鋁靶及石墨靶。旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至鋁靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源占空比80%，頻率80kHz,電壓800V ;鋁靶磁控濺射電源占空比80%，頻率40kHz，電流IOA ;氬氣流量lOOsccm，在20min內(nèi)將甲烷流量由Osccm升至200sccm，氣壓范圍3.0 X KT1Pa~6.0 X KT1Pa進行Al-C過渡層噴鍍。過渡層噴鍍完畢后，旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至石墨靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源偏壓800V，占空比80%，頻率80kHz ;石墨靶磁控濺射電源占空比80%，頻率40kHz，電流IOA ;氬氣流量lOOsccm，甲烷流量20(^011，氣壓6.0\10-^，鍍膜時間45min后完成鍍碳鋁網(wǎng)集流體的磁控濺射制備。圖4是該鍍碳鋁網(wǎng)集流體的能譜照片，從中可以清晰地看出C層的存在，
實施例8
選取規(guī)格為50目，厚度60 μ m的銅網(wǎng)，將其裁剪為60cmX 15cm后經(jīng)過無水乙醇浸泡超聲清潔表面油污，以壓縮空氣吹干，夾持于真空氣象沉積儀公轉(zhuǎn)工件架之上，距靶面15cm。打開真空抽氣裝置將體系抽真空至9.0 X 10_4Pa。通入氬氣至3.0 X KT1Pa后分別清洗試驗用銅靶及石墨靶。旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至銅靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源占空比60%，頻率80kHz,電壓500V ;銅靶磁控濺射電源占空比80%，頻率IOOkHz，電流6A ;氬氣流量lOOsccm，在15min內(nèi)將甲烷流量由Osccm升至lOOsccm，氣壓為3.0X KT1Pa,進行Cu-C過渡層噴鍍。過渡層噴鍍完畢后，旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至石墨靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源偏壓500V，占空比60%，頻率80kHz ;石墨靶磁控濺射電源占空比80%，頻率40kHz，電流12A ;氬氣流量lOOsccm,甲烷流量lOOsccm，氣壓5.7 X KT1Pa,鍍膜時間30min后，便得到磁控濺射法制備鋰離子電池用鍍碳銅網(wǎng)集流體，圖5是此集流體的光學(xué)顯微鏡照片。
[0028]實施例9
選取規(guī)格為100目，厚度50 μ m的銅網(wǎng)，將其裁剪為60cmX20cm后經(jīng)過二氯甲烷浸泡超聲清潔表面油污后，以壓縮空氣吹干，夾持于真空氣象沉積儀公轉(zhuǎn)工件架之上，距靶面15cm。打開真空抽氣裝置將體系抽真空至3.0X 10_3Pa。通入氬氣至6.0X KT1Pa后分別清洗試驗用銅靶及石墨靶。旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至銅靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源占空比60%，頻率60kHz，電壓300V ;銅靶磁控濺射電源占空比80%，頻率120kHz，電流12A ;氬氣流量lOOsccm,在30min內(nèi)將甲烷流量由Osccm升至200sccm，氣壓為6.0 X KT1Pa,進行Cu-C過渡層噴鍍。過渡層噴鍍完畢后，旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至石墨靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源偏壓300V，占空比60%，頻率60kHz ;石墨靶磁控濺射電源占空比80%，頻率40kHz，電流12A ;氬氣流量lOOsccm,甲烷流量200SCCm，氣壓6.0X KT1Pa,鍍膜時間60min后便得到磁控濺射法制備鋰離子電池用鍍碳銅網(wǎng)集流體。
[0029]實施例10
選取規(guī)格為500目，厚度200 μ m的銅網(wǎng)，將其裁剪為60cmX30cm后經(jīng)過丙酮浸泡超聲清潔表面油污后，以壓縮空氣吹干，夾持于真空氣象沉積儀公轉(zhuǎn)工件架之上，距靶面8cm。打開真空抽氣裝置將體系抽真空至9.0X 10_4Pa。通入氬氣至3.0X KT1Pa后分別清洗試驗用銅靶及石墨靶。旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至銅靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源占空比80%，頻率80kHz，電壓1000V ;銅靶磁控濺射電源占空比60%，頻率IOOkHz,電流6A ;氬氣流量lOOsccm,在20min內(nèi)將甲烷流量由Osccm升至120sccm，氣壓范圍3.0X KT1Pa?5.4X KT1Pa進行Cu-C過渡層噴鍍。過渡層噴鍍完畢后，旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至石墨靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源偏壓1000V,占空比80%，頻率80kHz ;石墨靶磁控濺射電源占空比60%，頻率20kHz，電流6A ;氬氣流量lOOsccm，甲烷流量120SCCm，氣壓3.0 X KT1Pa,鍍膜時間30min后完成磁控濺射制備法制備鋰離子電池用鍍碳銅網(wǎng)及流體的制備。
[0030]實施例11
選取規(guī)格為200目，厚度IOOym的銅網(wǎng)，將其裁剪為60cmX 20cm后經(jīng)過油脂清洗劑超聲清潔表面油污后，以壓縮空氣吹干，夾持于真空氣象沉積儀公轉(zhuǎn)工件架之上，距靶面15cm。打開真空抽氣裝置將體系抽真空至9.0X 10_4Pa。通入氬氣至3.0X KT1Pa后分別清洗試驗用銅靶及石墨靶。旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至銅靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源占空比80%，頻率80kHz，電壓800V ;銅靶磁控濺射電源占空比80%，頻率120kHz，電流IOA ;氬氣流量lOOsccm，在20min內(nèi)將甲烷流量由Osccm升至200sccm，氣壓范圍3.0 X KT1Pa?6.0 X KT1Pa進行Cu-C過渡層噴鍍。過渡層噴鍍完畢后，旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至石墨靶正對靶位，設(shè)定偏壓電源偏壓800V，占空比80%，頻率80kHz ;石墨靶磁控濺射電源占空比80%，頻率40kHz，電流IOA ;氬氣流量lOOsccm，甲烷流量200sccm，氣壓6.0 X KT1Pa,鍍膜時間45min后完成磁控濺射制備法制備鋰離子電池用鍍碳銅網(wǎng)及流體的制備。
【權(quán)利要求】
1.一種高比能量的鋰電池，由正極極片、負極極片、隔膜以及外包裝鋁塑膜組成；其特征在于:正極極片包含正極活性材料、正極粘結(jié)劑、正極導(dǎo)電劑和正極集流體，其中正極活性材料、正極粘結(jié)劑和正極導(dǎo)電劑三者形成的混合物均勻的涂覆于正極集流體表面，混合物中正極活性材料85、5#.%、正極粘結(jié)劑占:T7W.%和正極導(dǎo)電劑占2飛% ;負極極片包含負極活性材料、負極粘結(jié)劑、負極導(dǎo)電劑和負極集流體，其中負極活性材料、負極粘結(jié)劑和負極導(dǎo)電劑三者形成的混合物均勻的涂覆于負極集流體表面，混合物中負極活性材料占87~93#.%，負極粘結(jié)劑占5~8#.%，負極導(dǎo)電劑占2~5#.%;隔膜為PP、PE隔膜或者PP/PE/PP三層復(fù)合隔膜，隔膜厚度為10~40 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高比能量的鋰電池，其特征在于所述的正極極片中的正極活性材料包括錳酸鋰、鎳鈷錳三元材料和層狀富鋰材料；正極粘結(jié)劑包括聚偏氟乙烯、羥丙基甲基纖維素；正極導(dǎo)電劑包括乙炔黑、納米碳纖維、碳納米管；正極集流體為通過磁控濺射方法制備的涂碳鋁網(wǎng)，涂碳鋁網(wǎng)厚度為15~50μπι ;負極集流體為通過磁控濺射方法制備的涂碳銅網(wǎng)，涂碳銅網(wǎng)厚度為10-35μπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高比能量的鋰電池，其特征在于所述鋰電池用高比表面積集流體的制備方法如下: a)將鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)經(jīng)過有機溶劑洗滌清除表面油污雜質(zhì)后，以壓縮空氣吹干，夾持于真空氣象沉積儀公轉(zhuǎn)工件架之上，將體系抽真空至實驗要求范圍； b)到達實驗要求真空度后，通入氬氣至一定氣壓，清洗實驗用鋁靶或銅靶及石墨靶； c)旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至鋁靶或銅靶正對靶位，經(jīng)過設(shè)定偏壓電源占空比、頻率、電壓，鋁靶或銅靶磁控濺射電源占空比、頻率、電流，氬氣流量，氣壓值后在一定時間內(nèi)平穩(wěn)增加碳源氣體流量至一定數(shù)值，對鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)進行Al-C或Cu-C過渡層噴鍍； d)過渡層噴鍍完畢后，旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)工件架至石墨靶正對靶位，經(jīng)過設(shè)定偏壓電源占空比、頻率、電壓，石墨靶磁控濺射電源占空比、頻率、電流，保持氬氣及所用碳源氣體流量不變，在一定時間內(nèi)對鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)進行碳層噴鍍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種高比表面積的集流體的制備方法，其特征在于所述的步驟a)中有機溶劑包括乙醇、丙酮、二氯甲烷、及油脂清洗劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種高比表面積的集流體的制備方法，其特征在于所述的步驟a)中鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)規(guī)格為50~500目，厚度在50~200 μ m，長度60cm，寬度15_30cm，鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)與磁控濺射靶面平行，所隔間距8~15cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種高比表面積的集流體的制備方法，其特征在于所述的步驟a)中實驗要求真空度為小于3.0X 10_3Pa。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種高比表面積的集流體的制備方法，其特征在于所述的步驟b)氣壓調(diào)節(jié)范圍為3.0X IO-1-6.0XlO-1Pa0
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種高比表面積的集流體的制備方法，其特征在于所述的步驟c)偏壓電源占空比60%~80%，頻率60kHz~80kHz，電壓300V~1000V，鋁靶或銅靶磁控濺射電源占空比60%~80%，頻率20kHz-40kHz，電流6A~12A，氬氣流量lOOsccm，氣壓3.0X KT1 ~6.0X KT1Pa,時間 15mirT30min，甲烷上限 IOOsccm 至 200sccm。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種高比表面積的集流體的制備方法，其特征在于所述的步驟d)偏壓電源占空比60%~80%，頻率60kHz~80kHz，電壓300V~1000V ;石墨靶控濺射電源占空比60%~80%，頻率20kHz~40kHz，電流6A~12A ;氬氣流量lOOsccm，氣壓3.0X 10 ^6.0X 10 1Pa ;碳層 噴鍛時間在30min~60min，甲焼 通入速度在IOOsccm~200sccm。
【文檔編號】H01M4/66GK103545533SQ201310490065
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】姜濤, 常瀟然, 陳慧明, 張克金, 安宇鵬 申請人:中國第一汽車股份有限公司