复合电极及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111430721A(43)申请公布日2020.07.17(21)申请号202010115119.9H01M4/1393(2010.01)(22)申请日2020.02.25H01M4/1395(2010.01)H01M10/0525(2010.01)(71)申请人蜂巢能源科技有限公司H01M4/04(2006.01)地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人孙洋洋刘静马可新其他发明人请求不公开姓名(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人肖阳(51)Int.Cl.H01M4/66(2006.01)H01M4/13(2010.01)H01M4/133(2010.01)H01M4/134(2010.01)权利要求书1页说明书10页附图1页(54)发明名称复合电极及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了复合电极及其制备方法和应用。该复合电极包括：碳纳米管薄膜集流体、电极材料层和金属层。电极材料层设在碳纳米管薄膜集流体的至少部分表面；金属层设在碳纳米管薄膜集流体远离电极材料层的至少部分表面。该复合电极在兼具碳纳米管薄膜集流体与金属集流体优点的同时，有效克服了二者的缺点，具有广阔的应用前景。CN111430721ACN111430721A权利要求书1/1页1.一种复合电极，其特征在于，包括：碳纳米管薄膜集流体；电极材料层，所述电极材料层设在所述碳纳米管薄膜集流体的至少部分表面；金属层，所述金属层设在所述碳纳米管薄膜集流体远离所述电极材料层的至少部分表面。2.根据权利要求1所述的复合电极，其特征在于，所述碳纳米管薄膜集流体由选自单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、定向碳纳米管、非定向碳纳米管、功能化修饰的碳纳米管中的至少之一形成。3.根据权利要求1所述的复合电极，其特征在于，所述金属层由选自Cu、Al、Ag、Fe、Zn、Mn、Au、Ni、Mg中的至少之一形成。4.根据权利要求1所述的复合电极，其特征在于，所述碳纳米管薄膜集流体的厚度为10nm～100μm。5.根据权利要求1所述的复合电极，其特征在于，所述金属层的厚度为10nm～8μm。6.一种制备权利要求1～5任一项所述的复合电极的方法，其特征在于，包括：(1)将碳纳米管与分散剂、溶剂混合，得到碳纳米管分散液；(2)将所述碳纳米管分散液喷射到铺有滤膜的真空吸滤平台上，通过真空负压除去所述分散剂和溶剂，得到碳纳米管薄膜；(3)将所述碳纳米管薄膜进行第一烘干处理，得到碳纳米管薄膜集流体；(4)将电极材料施加到所述碳纳米管薄膜集流体的至少部分表面并进行第二烘干处理，得到电极材料层；(5)除去所述滤膜，将金属材料通过电子束蒸镀法施加到所述碳纳米管薄膜集流体远离所述电极材料层的至少部分表面，得到金属层。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碳纳米管分散液的浓度为0.1～20wt％；任选地，所述分散剂的添加量为0～5.0wt％。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述碳纳米管分散液以0.1～5.0MPa的压力喷射到铺有滤膜的真空吸滤平台上，通过-0.5～-0.01MPa的真空负压除去所述分散剂和溶剂，得到碳纳米管薄膜；任选地，所述滤膜由选自纤维素酯类材料、聚砜类材料、聚烯烃类材料、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、陶瓷、玻璃、金属、氧化铝、氧化锆中的至少之一形成。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一烘干处理在40～90℃下进行0.5～6.0h；任选地，所述第二烘干处理在40～120℃下进行2～40min。10.一种锂离子电池，其特征在于，包括：权利要求1～5任一项所述的复合电极。2CN111430721A说明书1/10页复合电极及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，本发明涉及复合电极及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着传统能源的逐渐消耗以及现代社会对能源的过度依赖，能源问题和环境问题迫使人们寻找新的绿色能源，并加大力度研究新的能源存储和转换形式。电池是一种依靠电能和化学能相互转化来达到能源存储目的的工具，一直都是新能源领域研究的热点。锂离子电池因具有高能量密度、优秀的循环和倍率等性能等在动力和储能领域得到了日益广泛的研究和应用。锂离子电池主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、粘结剂、导电剂和集流体等，其中集流体不仅承载着活性物质，更起着将正极所产生的微小电流集中起来形成较大的电流后对外输出的作用，是锂离子电池中不可或缺的结构组成。[0003]集流体要求具有导电性好、延展性好、抗拉强度高、化学和电化学稳定性好、与正极活性物质能够保持较好的兼容性和结合力等特点，其对锂