首页 > 广州高炬知识产权代理有限公司 > 成功案例

8个月授权:一种二次电池集流体、导电浆料及其制备方法

2020-12-08来源:国内代理部

 

一、发明酷玩直播足球赛事案件基本信息

酷玩直播足球赛事号: CN201911069065.0

酷玩直播足球赛事名称:一种二次电池集流体、导电浆料及其制备方法

酷玩直播足球赛事申请日:2019.11.05

酷玩直播足球赛事授权日:2020.07.24

酷玩直播足球赛事申请人:广州纳诺新材料科技有限公司

二、发明酷玩直播足球赛事申请文件信息

申请文件:31页,1.638万字,

授权权利要求:13,其中独立权利要求:3

权项结构:

 

三、发明内容摘要:

本发明公开了一种二次电池用集流体,其包括金属箔及功能涂层,其特征在于,该功能涂层是由导电浆料涂覆在金属箔的至少一个表面上、干燥后形成的厚度为不大于500nm的功能性层状覆盖结构;所述涂层中单层碳纳米管的长度方向分别呈特定的取向和非取向交织排列,共同形成具有强化固着、导电、导热和高透光特性的三维网络结构。本发明还公开了一种导电浆料,其特征在于,该导电浆料是由单层碳纳米管、分散剂、粘接剂及溶剂分散混合制得的水性浆料,单层碳纳米管的管径不大于2nm,长度不大于15um。本发明还公开了该集流体及导电浆料的制备方法。本发明通过减小涂层厚度及其内部导电材料的三维立体分层结构,以显著提升集流体的整体性能。

 

四、发明摘要附图:

五、独立权利要求1

1、一种二次电池集流体,其包括金属箔及功能涂层,其特征在于,该功能涂层是由导电浆料涂覆在金属箔的至少一个表面上、干燥后形成的厚度为不大于500nm的功能性层状覆盖结构;所述涂层中单层碳纳米管的长度方向分别呈特定的取向和非取向交织排列,共同形成具有强化固着、导电、导热和高透光特性的三维网络结构;所述的长度方向呈取向排列的磁性单层碳纳米管,其底部管口连接在金属箔的表面上、顶部管口向上、形成以取向性单层碳纳米管为主体的、垂直或接近垂直于金属箔表面的竖直阵列下层;所述的非取向单层碳纳米管在长度方向上,少部分与取向性单层碳纳米管交织排列,大部分在下层的上方相互交织,形成以非取向性单层碳纳米管为主体的、平行或接近平行于金属箔表面的网状交织上层。

独立权利要求2

6.一种制备权利要求15之一所述二次电池集流体的导电浆料,其特征在于,该导电浆料是由单层碳纳米管、分散剂、粘接剂及溶剂分散混合制得的水性浆料,且该浆料固含量为0.15wt%,25℃时粘度为2001000mPa·spH811;其中的单层碳纳米管包括磁性单层碳纳米管与非磁性单层碳纳米管,且单层碳纳米管的管径不大于2nm,长度不大于15μm;所述的磁性单层碳纳米管呈长度方向取向排列,其底部管口连接在金属箔的表面上、顶部管口向上、形成以取向性单层碳纳米管为主体的、垂直或接近垂直于金属箔表面的竖直阵列下层;所述的非取向单层碳纳米管在长度方向上,少部分与取向性单层碳纳米管交织排列,大部分在下层的上方相互交织,形成以非取向性单层碳纳米管为主体的、平行或接近平行于金属箔表面的网状交织上层。

独立权利要求3

    10.一种权利要求15之一所述二次电池集流体的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:

(1)分别制备集流体金属箔、已分散的导电浆料,并设置涂布设备、超声设备及交变磁场发生设备、烘干设备;

(2)将已分散的导电浆料涂覆于所述金属箔表面上,使其在该表面上形成25℃时粘度为2001000mPa·s、厚度为5001000nm的液态胶体涂层;

(3)向该液态胶体涂层持续施加方向与金属箔表面垂直的双向交变电场,将涂层中长度不大于300nm取向性单层碳纳米管在该电场的双向电泳作用下,其长度方向呈定向垂直或近似垂直排布于金属箔表面上、形成密集的竖直阵列下层;同时,使其中的非取向单层碳纳米管在长度方向上,少部分与取向性单层碳纳米管交织排列,大部分在下层的上方相互交织,形成以非取向性单层碳纳米管为主体的、平行或接近平行于金属箔表面的网状交织上层;

(4)烘干涂层,使溶剂及挥发分蒸发,涂层粘度快速增加,持续施加交变电场,该涂层中的单层碳纳米管在电泳作用下其长度方向分别呈特定的取向和非取向交织排列,随着涂层粘度快速增加而保持排列位置、姿态并快速定型,直至涂层导电浆料组分的固含量固着在金属箔表面上、形成厚度不大于500nm、致密的功能性层状覆盖结构,即在金属箔表面形成具有强化固着、导电、导热和高透光特性的三维网络结构。

七、本发明主要的有益效果:

1)本发明功能涂层、导电浆料中采用的单层碳纳米管是优良导体,并且将给单层碳纳米管作为单一导电物质;该导电浆料涂布在集流体金属箔上,可形成上、下两层复合的高导电性三维网络,增强集流体的机械性能,改善涂层的固着力,增强集流体金属箔基材与电池活性物质的多次重复充放电时的持久性固着力。且本发明的功能涂层为可观测的浅黄色或浅橙色,干燥后厚度仅为500纳米以下,几乎不占用电池内部空间,还实现对金属箔表面95~100%的满涂;本发明提供的设有功能涂层的集流体材料,可以直接替代光箔使用,电池厂使用时不用再考虑边缘对齐等工艺控制,可提高电池制造及性能的一致性;

2)本发明提供的功能涂层,处于底部的取向碳纳米管竖直阵列下层,提供了一个具有高的强度、导电效率和良好柔性的连接层,保证在电池循环过程中金属箔电极材料的整体完整性,并且保证在循环过程中电极材料与集流体之间良好的电接触 ;顶部非取向性碳纳米管随机排布的网状交织上层,一方面使得热量能够沿横向方向快速导出,防止在循环充放电过程中热量的聚集,另一方面因为具有多孔的特性使得电解质能够进入,可加速锂离子的传输。对于集流体材料整体而言,由于采用了取向碳纳米管与非取向性碳纳米管的配合使用,能够充分发挥出单根碳纳米管优良的导电率和快速的锂离子迁移率。因此,本发明提供的集流体材料具有高容量、良好倍率性能和长循环寿命等优点。同时该制备过程容易控制,可以对涂层的厚度及其中碳纳米管的排列,以及垂直取向碳纳米管阵列的高度都能够方便调节(采用不同长度的磁性碳纳米管即可调节垂直碳纳米管阵列的高度)。

3)本发明提供的集流体功能涂层厚度不大于500纳米、极薄,仅为现有技术中的复合导电材料涂层的20%左右,因此节约了电池体积空间,同时大幅增强了正/负极材料在集流体上的固着力,因此采用涂覆碳纳米管的集流体可适当降低电池正/负极浆料中粘结剂的比例,进一步降低内阻,有利于电池能量密度的提升。采用本发明的集流体制备的锂离子电池,相比光箔集流体制备的电池交流内阻降低42.5%以上。

八、本案酷玩直播足球赛事代理师经验分享:

   新能源二次电池以锂离子电池等为代表,由于本身优异的综合性能,不管是在3C消费领域,还是新能源动力电池和的大型储能电池方面,一直都占据重要地位,其应用范围越来越广泛,技术更新迭代越来越快,一个项目中所产生的技术创新点往往较多。

   本酷玩直播足球赛事涉及多个学科和技术领域,包括电化学、材料、结构、设备及工艺,对酷玩直播足球赛事代理师的综合能力、经验要求较高,同时,要求酷玩直播足球赛事代理师必须与发明人团队进行深度沟通,对酷玩直播足球赛事技术进行深入挖掘,才能完整、准确的找到核心发明点,并将技术完整呈现出来,使技术创新方案能够得到较为深入和完善的法律保护。

   本酷玩直播足球赛事是酷玩直播足球赛事代理师与发明人团队反复沟通十余次、反复撰写修改了五稿、历时一个多月才最终定稿。因此,每一件优秀的高质量发明酷玩直播足球赛事,都是发明人和代理师团结合作、艰苦劳动的结晶。

 

 

相关关键词