本发明涉及一种正极集流体、其制备方法及其应用。
背景技术：
传统锂离子电池正极集流体是铝箔。随着锂电技术的发展，锂离子电池的高能量密度、轻量化和柔性化成为人们的追求。减薄铝箔，可实现锂离子电池的轻量化，提高能量密度。但由于制备技术的局限，铝箔的厚度很难再降低(目前铝箔可量产到8μm)；另外铝箔变薄之后，机械强度降低，致使加工性能降低，因此需要新的“减薄技术”。
现有技术中有将铝镀在塑料(例如pet)上作为集流体来提高电池能量密度、降低成本、让电池轻量化。但其镀铝的最厚厚度达2.0μm(需要一定的厚度来达到令人满意的导电性)，这相对于传统包装材料镀铝膜镀层厚度来说要厚很多，而镀层越厚，镀铝层越容易从塑料上脱落。
另外，铝箔的表面需要进行防氧化处理，因为铝箔直接与正极材料接触，时间长后，会被电解液腐蚀，从而降低锂离子电池的使用寿命。我们发现在塑料上直接镀铝后，再采用传统的防氧化方法容易致使铝镀层的脱落。
技术实现要素：
有鉴于此，为克服上述技术问题，本发明的目的一方面在于提供一种既能实现电池的轻量化，提高能量密度，降低成本，又能使镀铝层不容易脱落、不容易氧化的正极集流体。
本发明的另一方面在于，提供一种正极集流体的制备方法。
本发明的第三方面在于，提供正极集流体的应用。
本发明提供的一种正极集流体，其具有多层结构，包括塑料薄膜，在所述塑料薄膜的上、下表面依次镀有粘接力增强层、铝金属镀层和防氧化层。
进一步地，所述塑料薄膜为opp、pi、pet、cpp或pvc。
进一步地，所述塑料薄膜的厚度为2-12μm。
进一步地，所述粘接力增强层为金属镀膜或非金属镀膜，当为金属镀膜时，所述金属为ni；当为非金属镀膜时，所述非金属为sic、si3n4或al2o3。
进一步地，所述粘接力增强层的厚度为10-100nm。
进一步地，所述铝金属镀层的厚度为100-2000nm。
进一步地，所述防氧化层是致密的金属层或非金属层，当为金属层时，所述金属为ni；当为非金属层时，所述非金属为al2o3、si3n4或sic。
进一步地，所述防氧化层的厚度为10-100nm。
本发明提供的一种正极集流体的制备方法，包括如下步骤：
s1.首先对需要镀膜的塑料薄膜表面进行电晕处理，然后将卷筒塑料薄膜置入双面往返电子束蒸发镀膜机真空室内，将真空室密封，逐级抽真空至真空度达到3×10-3-6×10-3pa，采用电子枪加速电子轰击碰撞蒸镀原料al2o3，调整好放卷速度、收卷速度和蒸发量，al2o3吸热气化，在移动的薄膜表面形成一层al2o3镀层，即粘接力增强层；
s2.将s1得到的镀al2o3膜置入双面往返蒸发镀膜机真空室内，将真空室密封，逐级抽真空至真空度达到4×10-2-6×10-2pa，将蒸发机构升温至1300℃-1400℃，然后再把铝送至蒸发机构上,调整好放卷速度、收卷速度和蒸发量，铝在蒸发机构中持续熔化、蒸发，在移动的薄膜表面形成一层镀铝层，即铝金属镀层；
s3.将s2得到的镀铝膜置入镀膜机真空室内，将真空室密封，逐级抽真空至真空度达到3×10-3-6×10-3pa，采用电子枪加速电子轰击碰撞蒸镀原料al2o3，调整好放卷速度、收卷速度和蒸发量，al2o3吸热气化，在移动的薄膜表面形成一层al2o3镀层，即防氧化层。
本发明提供的正极集流体的应用主要是在电池中的应用，尤其是在锂离子电池中的应用。
本发明的有益效果在于，
(1)通过塑料薄膜层实现减重，其中镀铝膜集流体可实现减重50％，厚度降低30％，显著提高电池能量密度；
(2)塑料薄膜作为基底具有更强的拉伸强度，使得制备工序中的张力，压力等窗口会更大，从而备料段可采用更高的压力实现更大压实密度，提高过程制造能力；
(3)镀上一层粘接力增强层，可减少铝金属镀层的脱落，可有效防止铝金属镀层容易脱落导致集流体的性能丧失；
(4)采用镀膜的方式得到的防氧化层，可解决塑料上铝镀层脱落的问题，同时达到防氧化的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的正极集流体的多层结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明优选的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1所示，一种正极集流体，其具有多层结构，包括塑料薄膜1，在所述塑料薄膜1的上、下表面依次镀有粘接力增强层2、铝金属镀层3和防氧化层4。
通过塑料薄膜层实现减重，其中镀铝膜集流体可实现减重50％，厚度降低30％，显著提高电池能量密度。塑料薄膜优选为opp、pi、pet、cpp或pvc。其中opp为定向拉伸聚丙烯塑料；pi为聚酰亚胺塑料；pet为聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料、cpp为流延聚丙烯塑料、pvc为聚氯乙烯塑料。进一步优选pet、pi、cpp；塑料薄膜的厚度优选为2-12μm，进一步优选为6-10μm。塑料薄膜的耐温性120-300℃。
镀上一层粘接力增强层，可减少铝金属镀层的脱落，可有效防止铝金属镀层容易脱落导致集流体的性能丧失。该粘接力增强层优选为金属镀膜或非金属镀膜，当为金属镀膜时，所述金属为ni；当为非金属镀膜时，所述非金属为sic、si3n4、或al2o3,进一步优选为al2o3。al2o3与塑料薄膜层和铝金属镀层的粘接性能较好，这样镀铝层更不易脱落。粘接力增强层的厚度优选为10-100nm，进一步优选为10-50nm。
铝金属镀层的厚度可为100-2000nm，进一步优选为500-1000nm。
防氧化层的作用或目的是为了防止铝金属镀层被氧化。防氧化层可以是致密的金属层或非金属层，当为金属层时，所述金属为ni；当为非金属层时，所述非金属为al2o3、si3n4或sic，进一步优选为al2o3。当采用镀膜的方式得到的防氧化层，可解决塑料上铝镀层脱落的问题，同时达到防氧化的目的。防氧化层的厚度可为10-100nm，可进一步优选为10-50nm。
下面通过具体实施例来进一步说明。
实施例1
一种正极集流体的制备方法，包括如下步骤：
s1.首先对需要镀膜的塑料薄膜表面进行电晕处理，然后将卷筒塑料薄膜置入双面往返电子束蒸发镀膜机真空室内，将真空室密封，逐级抽真空至真空度达到3×10-3-6×10-3pa，采用电子枪加速电子轰击碰撞蒸镀原料al2o3，调整好放卷速度、收卷速度和蒸发量，al2o3吸热气化，在移动的薄膜表面形成一层al2o3镀层，即粘接力增强层；
s2.将s1得到的镀al2o3膜置入双面往返蒸发镀膜机真空室内，将真空室密封，逐级抽真空至真空度达到4×10-2-6×10-2pa，将蒸发机构升温至1300℃-1400℃，然后再把铝送至蒸发机构上,调整好放卷速度、收卷速度和蒸发量，铝在蒸发机构中持续熔化、蒸发，在移动的薄膜表面形成一层铝，即铝金属镀层；
s3.将s2得到的镀铝膜置入镀膜机真空室内，将真空室密封，逐级抽真空至真空度达到3×10-3-6×10-3pa，采用电子枪加速电子轰击碰撞蒸镀原料al2o3，调整好放卷速度、收卷速度和蒸发量，al2o3吸热气化，在移动的薄膜表面形成一层al2o3镀层，即防氧化层。本发明提供的正极集流体的应用主要是在电池中的应用，尤其是在锂离子电池中的应用。
从而得到具有多层结构的正极集流体。
将实施例1得到的正极集流体用于锂离子电池中，其最基本的功能是汇集电流，同时作为载体来存放正极材料，即将正极材料(电池活性物质)产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出。
将实施例1得到的正极集流体进行测试，测试结果可得到如下结论：
(1)通过塑料薄膜层实现减重，其中镀铝膜集流体可实现减重50％，厚度降低30％，显著提高电池能量密度。；
(2)塑料薄膜作为基底具有更强的拉伸强度，使得制备工序中的张力，压力等窗口会更大，从而备料段可采用更高的压力实现更大压实密度，提高过程制造能力；
(3)镀上一层粘接力增强层，可减少铝金属镀层的脱落，可有效防止铝金属镀层容易脱落导致集流体的性能丧失；
(4)采用镀膜的方式得到的防氧化层，可解决塑料上铝镀层脱落的问题，同时达到防氧化的目的。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。