本发明涉及锂电池，具体为一种高循环性能的锂电池集流体及其制备方法。
背景技术：
1、由于能量密度高、循环寿命长、无记忆效应和环境友好等优点，锂离子电池被大量应用在便携式电子产品、储能设备和新能源汽车上。随着手机5g时代的来临和新能源汽车高续航里程的发展要求，对锂离子电池的能量密度也提出了更高的需求。集流体是锂离子电池中不可或缺的重要部件之一，具有承载电极活性物质与汇集输出电流的多重功能。
2、由于不同材料、不同生产工艺所制备的集流体的性能各有千秋，对锂离子电池的影响也各不相同，因此本发明以海藻酸钠为三维骨架，研究制备了一高循环性能的锂电池集流体，具有较为优异的循环性能，使得锂离子电池能够在新能源领域更进一步发展。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高循环性能的锂电池集流体及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高循环性能的锂电池集流体，所述高循环性能的锂电池集流体是将粘结剂涂覆在三维骨架表面制得；所属粘结剂为改性聚乙烯醇。
3、优选的，所述改性聚乙烯醇是先与端环氧聚醚反应后，再与丁二酸酐和三聚氯氰衍生物反应制得。
4、优选的，所述端环氧聚醚是3,5-二羟基苯甲酸、辛基缩水甘油醚与三羟甲基丙烷缩水甘油醚反应制得。
5、优选的，所述三维骨架是在多醛基海藻酸钠上沉积导电剂制得；所述多醛基海藻酸钠是海藻酸钠经高碘氧化制得。
6、优选的，所述导电剂为球形锰酸锂；所述球形锰酸锂是以四氧化三锰与锂混合后掺杂铝元素进行烧结制得。
7、优选的，所述高循环性能的锂电池集流体及其制备方法，包括以下具体步骤：
8、(1)将聚乙烯醇与二甲基亚砜按质量比1～2:50混合，搅拌均匀后，加入聚乙烯醇质量2～4倍的端环氧聚醚，升温至80～90℃，以1～3ml/min的速率滴加聚乙烯醇质量0.04～0.08倍的浓硫酸，反应4～6h，旋蒸制得预改性聚乙烯醇；
9、(2)将预改性聚乙烯醇与二甲基亚砜按质量比1～2:100混合，升温至70～90℃，加入预改性聚乙烯醇质量0.12～0.14倍的丁二酸酐和预改性聚乙烯醇质量0.01～0.03倍的催化剂三乙胺，在400～800rpm下搅拌反应18～24h，升温至80～90℃，加入预改性聚乙烯醇质量0.35～0.45倍的三聚氰氯衍生物，继续反应18～24h，旋蒸并用去离子水洗涤3～5次，在60～70℃下干燥，制得改性聚乙烯醇，即为粘结剂；
10、(3)将多醛基海藻酸钠与去离子水按质量比1:80～100混合，剪切3～5h，再加入多醛基海藻酸钠质量2～4倍的导电剂，转移至球磨罐中进行球磨，球磨机转速为3000～5000rpm，球磨30～50min，制得浆料；将浆料置于模具中，在-60～-80℃下进行冷冻干燥，取出后再表面涂覆粘结剂，厚度为1～3μm，最后在100～120℃下烘干，制得高循环性能的锂电池集流体。
11、优选的，上述步骤(1)中：端环氧聚醚的制备方法为：在氮气氛围下，将3,5-二羟基苯甲酸、辛基缩水甘油醚、四丁基溴化铵和n,n-二甲基甲酰胺按质量比15:16:1.5～1.7:40混合，升温至80～90℃，反应5～6h，旋蒸，再加入3,5-二羟基苯甲酸质量4～6倍的三羟甲基丙烷缩水甘油醚，和3,5-二羟基苯甲酸质量5～7倍的质量分数为2～4％的四丁基溴化铵的n,n-二甲基甲酰胺溶液，继续反应3～5h，旋蒸并用四氢呋喃溶解，最后在80～90℃的热水沉淀洗涤3～5次，真空干燥，制得端环氧聚醚。
12、优选的，上述步骤(2)中：三聚氯氰衍生物的制备方法：将三聚氯氰、对羟基偶氮苯、氢氧化钠、丙酮和去离子水按质量比1～2:2:4:20:20混合，置于冰浴下反应2～4h，升温至30～32℃，继续反应5～6h，抽滤并用去离子水洗涤3～5次，真空干燥制得三聚氯氰衍生物。
13、优选的，上述步骤(3)中：多醛基海藻酸钠的制备方法为：将海藻酸钠和乙醇按质量比1:5～7混合，加入海藻酸钠质量4～6倍的质量分数为8～12％高碘酸钠溶液在避光下反应2～4h，加入海藻酸钠质量1～3倍的乙二醇，继续反应20～40min，用质量分数为15～25％的乙醇溶液沉淀，最后抽滤离心干燥，制得多醛基海藻酸钠。
14、优选的，上述步骤(3)中：导电剂的制备方法为：将四氧化三锰、碳酸锂和氢氧化钠按质量比0.5～0.6:1:0.3～0.7混合置于马弗炉中，以3～5℃/min的速率升温至800～1200℃，烧结2～4h，冷却至室温后研磨，最后用网格40～60μm的筛网进行筛分，制得球形锰酸锂，即为导电剂。
15、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
16、本发明制得的高循环性能的锂电池集流体，是将粘结剂涂覆在三维骨架表面制得；粘结剂为改性聚乙烯醇，三维骨架是在多醛基海藻酸钠上沉积导电剂制得，导电剂为球形锰酸锂；
17、改性聚乙烯醇是先与端环氧聚醚反应后，再与丁二酸酐和三聚氯氰衍生物反应制得，端环氧聚醚是3,5-二羟基苯甲酸、辛基缩水甘油醚与三羟甲基丙烷缩水甘油醚反应制得；聚乙烯醇上的部分羟基与端环氧聚醚反应，增强聚乙烯醇的热稳定性，再与丁二酸酐和三聚氯氰衍生物反应，引入偶氮苯的同时，进一步减少羟基含量，并在聚乙烯醇上引入带有苯环的长支链，进一步增强聚乙烯醇的热稳定性；
18、多醛基海藻酸钠是海藻酸钠经高碘氧化制得，球形锰酸锂是以四氧化三锰与锂混合后掺杂铝元素进行烧结制得；铝掺杂的锰酸锂具有较好的循环性能，在多醛基海藻酸钠上沉积导电剂制得的三维骨架，涂覆粘结剂后，还能够发生缩醛反应，将导电剂牢牢的连接在多醛基海藻酸钠表面，形成更为稳定的导电网络结构，具有较高的粘度的同时，使得粘结剂能够紧密包覆在三维骨架表面，进一步提升电池循环性能。
1.一种高循环性能的锂电池集流体，其特征在于，所述高循环性能的锂电池集流体是将粘结剂涂覆在三维骨架表面制得；所属粘结剂为改性聚乙烯醇。
2.根据权利要求1所述的一种高循环性能的锂电池集流体，其特征在于，所述改性聚乙烯醇是先与端环氧聚醚反应后，再与丁二酸酐和三聚氯氰衍生物反应制得。
3.根据权利要求2所述的一种高循环性能的锂电池集流体，其特征在于，所述端环氧聚醚是3,5-二羟基苯甲酸、辛基缩水甘油醚与三羟甲基丙烷缩水甘油醚反应制得。
4.根据权利要求1所述的一种高循环性能的锂电池集流体，其特征在于，所述三维骨架是在多醛基海藻酸钠上沉积导电剂制得；所述多醛基海藻酸钠是海藻酸钠经高碘氧化制得。
5.根据权利要求4所述的一种高循环性能的锂电池集流体，其特征在于，所述导电剂为球形锰酸锂；所述球形锰酸锂是以四氧化三锰与锂混合后掺杂铝元素进行烧结制得。
6.一种高循环性能的锂电池集流体，其特征在于，所述高循环性能的锂电池集流体的制备方法，包括以下具体步骤：
7.根据权利要求6所述的一种高循环性能的锂电池集流体的制备方法，其特征在于，上述步骤（1）中：端环氧聚醚的制备方法为：在氮气氛围下，将3,5-二羟基苯甲酸、辛基缩水甘油醚、四丁基溴化铵和n,n-二甲基甲酰胺按质量比15:16:1.5~1.7:40混合，升温至80~90℃，反应5~6h，旋蒸，再加入3,5-二羟基苯甲酸质量4~6倍的三羟甲基丙烷缩水甘油醚，和3,5-二羟基苯甲酸质量5~7倍的质量分数为2~4%的四丁基溴化铵的n,n-二甲基甲酰胺溶液，继续反应3~5h，旋蒸并用四氢呋喃溶解，最后在80~90℃的热水沉淀洗涤3~5次，真空干燥，制得端环氧聚醚。
8.根据权利要求6所述的一种高循环性能的锂电池集流体的制备方法，其特征在于，上述步骤（2）中：三聚氯氰衍生物的制备方法：将三聚氯氰、对羟基偶氮苯、氢氧化钠、丙酮和去离子水按质量比1~2:2:4:20:20混合，置于冰浴下反应2~4h，升温至30~32℃，继续反应5~6h，抽滤并用去离子水洗涤3~5次，真空干燥制得三聚氯氰衍生物。
9.根据权利要求6所述的一种高循环性能的锂电池集流体的制备方法，其特征在于，上述步骤（3）中：多醛基海藻酸钠的制备方法为：将海藻酸钠和乙醇按质量比1:5~7混合，加入海藻酸钠质量4~6倍的质量分数为8~12%高碘酸钠溶液在避光下反应2~4h，加入海藻酸钠质量1~3倍的乙二醇，继续反应20~40min，用质量分数为15~25%的乙醇溶液沉淀，最后抽滤离心干燥，制得多醛基海藻酸钠。
10.根据权利要求6所述的一种高循环性能的锂电池集流体的制备方法，其特征在于，上述步骤（3）中：导电剂的制备方法为：将四氧化三锰、碳酸锂和氢氧化钠按质量比0.5~0.6:1:0.3~0.7混合置于马弗炉中，以3~5℃/min的速率升温至800~1200℃，烧结2~4h，冷却至室温后研磨，最后用网格40~60μm的筛网进行筛分，制得球形锰酸锂，即为导电剂。