一种导电无纺布及其制备方法和用图
【专利摘要】本发明提供了一种导电无纺布及其制备方法和用途，所述方法包括以下步骤：(1)将无纺布基底置于催化剂溶液中浸泡；(2)将浸泡后的无纺布基底置于金属镀液中进行化学沉积得到导电无纺布，再经洗涤和后处理得到最终产品。通过本发明制备的导电无纺布层均匀，导电性能优异，且仍具备原无纺布基底良好的柔性。用其做锂离子电池的集流体，组装成的超薄锂离子电池外型轻薄，性能优异，具有非常好的应用前景。
【专利说明】
-种导电无纺布及其制备方法和用途
技术领域
[0001] 本发明属于裡离子电池领域，设及一种导电无纺布及其制备方法和用途，尤其设 及一种高性能导电无纺布及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的发展，近年来便携式和可穿戴科技已逐渐成为热口的行业，各种 智能设备如有源射频卡、智能手环和智能手表等越来越普遍，逐渐成为人们日常生活中重 要的组成部分，而裡离子电池是运些智能设备必不可少的能源供给装置。目前常用的裡离 子电池 W块状为主，占用了智能设备有限的内置空间，阻碍了智能设备向更小和更轻道路 上的发展。超薄裡离子电池因体积小，形态为片层，成为便携式设备的理想的电源替代品。
[0003] 目前常规的超薄裡电池仍然采用侣锥为正极集流体，铜锥为负极集流体，尽管侣、 铜锥材可W加工做到超薄的厚度，然而金属的不耐弯折性W及由于超薄导致的锥材强度变 差的特点限制了由其组装电池的可弯折性能，并且增加了操作难度，此外涂敷于金属锥材 表面的活性材料在弯折过程中也具有易于脱落的缺点。
[0004] CN 104882629A公开了一种锻侣、儀、铜石墨布作为集流体的二次裡离子电池，其 正极集流体材料采用侣锥或锻侣石墨布，负极集流体采用锻金属石墨布结构。虽然该电池 相比双电极采用金属锥作为集流体的二次裡离子电池，容量均得到了提高，但是锻金属石 墨布仍较脆，其在柔性和可弯折性能上仍不能满足实际生产需求。
【发明内容】
[0005] 针对现有超薄裡离子电池中，集流体材料存在的柔性差、可弯折性能差、强度不高 W及活性材料易剥落等问题，本发明提供了一种导电无纺布及其制备方法和用途。本发明 在无纺布基底上，通过化学锻方法来沉积金属锻层，W使无纺布基底具有良好的导电性，W 该导电无纺布作为超薄裡离子电池的集流体，具有柔软、可弯折、电导率高W及涂覆的活性 材料后在弯折过程中不易脱落等特点。
[0006] 为达此目的，本发明采用W下技术方案：
[0007] 第一方面，本发明一种导电无纺布的制备方法，所述方法包括W下步骤：
[000引（1)将无纺布基底置于催化剂溶液中浸泡；
[0009] (2)将浸泡后的无纺布基底置于金属锻液中进行化学沉积得到导电无纺布，再经 洗涂和后处理得到最终产品。
[0010] 其中，将无纺布基底置于催化剂溶液中浸泡W使无纺布基底吸附催化剂离子;无 纺布基底置于金属锻液中进行化学沉积W使无纺布基底表面沉积金属锻层。
[0011] W下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过 W下技术方案，可W更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
[0012] 作为本发明优选的技术方案，步骤（1)中将无纺布基底经洗涂和预处理后置于催 化剂溶液中浸泡。
[0013] 本发明中，对无纺布基底进行洗涂W去除表面的油污。
[0014] 作为本发明优选的技术方案，所述洗涂为将无纺布基底置于洗涂液中进行揽拌洗 涂，再用水进行冲洗。
[0015] 优选地，所述洗涂液中各组分及其含量为：
[0016] 碱金属的氨氧化物0.01~lOwt%
[0017] 表面活性剂 0.1~lOwt%
[001引余量为水；
[0019] 其中，碱金属的氨氧化物的含量可为O.Olwt%、0.1 wt%、lwt%、2wt%、3wt%、 4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或lOwt%等，但并不仅限于所列举的数值，所列范 围内其他数值均可行;表面活性剂的含量可为0.1 wt%、Iwt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、 6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或lOwt%等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值 均可行。
[0020] 优选地，所述洗涂液中各组分及其含量为：
[0021] 碱金属的氨氧化物0.05~5wt %
[0022] 表面活性剂 0.5~5wt%
[0023] 余量为水。
[0024] 优选地，所述碱金属的氨氧化物为氨氧化钢、氨氧化钟或氨氧化裡中任意一种或 至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有:氨氧化钢和氨氧化钟的组合，氨氧化钟 和氨氧化裡的组合，氨氧化钢、氨氧化钟和氨氧化裡的组合等。
[0025] 优选地，所述表面活性剂为曲拉通X-IOO和/或十二烷基苯横酸钢，但并不仅限于 曲拉通X-IOO和/或十二烷基苯横酸钢，其他可其表面活性剂作用的物质均可适用。
[00%] 本发明中，曲拉通X-IOO为辛基苯基聚氧乙締酸。
[0027] 优选地，所述揽拌洗涂的时间为1~1 OOmin，例如Imin、5min、1 Omin、20min、30min、 40min、50min、60min、70min、80min、90min或IOOmin等，但并不仅限于所列举的数值，所列范 围内其他数值均可行，进一步优选为5~80min。
[0028] 作为本发明优选的技术方案，所述无纺布基底的预处理过程为：
[0029] 将经过洗涂的无纺布基底置于亲水性高分子溶液中揽拌浸泡，取出烘干后再置于 酸溶液中揽拌浸泡。
[0030] 本发明中，将经过洗涂的无纺布基底先后置于亲水性高分子溶液和酸溶液中浸泡 的作用是使基底表面附着一层亲水性高分子物质并去除基底表面的油污和杂质。
[0031] 优选地，所述亲水性高分子溶液的浓度为0.01~IOwt %，例如0.0Iwt %、0.1 wt %、 1讯1%、2￥1%、3￥1%、4￥1%、5￥1%、6￥1%、7￥1%、8￥1%、9￥*%或1〇￥1%等，但并不仅限于 所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为0.05~5wt %。
[0032] 优选地，所述亲水性高分子溶液为聚乙締醇和/或聚丙締酸醋，但并不仅限于聚乙 締醇和/或聚丙締酸醋。
[0033] 优选地，置于亲水性高分子溶液中揽拌浸泡的时间为1~IOOmin，例如Imin、 IOmin、20min、30min、40min、50min、60min、70min、SOmin、90min 或 IOOmin 等，但并不仅限于 所列举的数值，所列范围内其他数值均可行。
[0034] 优选地，所述酸溶液为盐酸和硝酸的混合溶液。
[0035] 优选地，所述酸溶液中盐酸的浓度为0.01~IOwt %，例如0.0 lwt %、0.1 wt %、 1讯1%、2￥1%、3￥1%、4￥1%、5￥1%、6￥1%、7￥1%、8￥1%、9￥*%或1〇￥1%等，但并不仅限于 所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为0.05~5wt%;硝酸的浓度为 0.01~10"1%，例如0.01"1%、0.1"1%、1"1%、2"1%、3"1%、4"1%、5"1%、6"1%、7"1%、 8wt %、9wt %或1 Owt %等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一 步优选为0.05~5wt %。
[0036] 优选地，置于酸溶液中揽拌浸泡的时间为1~lOOmin，例如lmin、10min、20min、 SOmin、40min、50min、60min、70min、SOmin、90min 或 IOOmin 等，但并不仅限于所列举的数值， 所列范围内其他数值均可行。
[0037] 作为本发明优选的技术方案，步骤(1)中催化剂溶液为金属的氯化盐、氯化钮和盐 酸的混合溶液。
[0038] 优选地，金属的氯化盐为氯化钟、氯化钢、氯化铜或氯化儀中任意一种或至少两种 的组合，所述组合典型但非限制性实例有:氯化钟和氯化钢的组合，氯化铜和氯化儀的组 合，氯化钟、氯化钢和氯化铜的组合，氯化钟、氯化钢、氯化铜和氯化儀的组合等。
[0039] 优选地，步骤（1)中催化剂溶液为氯化钟、氯化钮和盐酸的混合溶液，其中氯化钟 的含量为〇.〇1~1〇巧1%，例如0.01"1%、0.1"1%、1"1%、2"1%、3"1%、4"1%、5"1%、 6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或lOwt%等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值 均可行，进一步优选为0.05~5wt % ;氯化钮的含量为0.01~IOwt %，例如0.0 lwt %、 0.1讯1%、1"1%、2"1%、3"1%、4"1%、5"1%、6"1%、7"1%、8"1%、9"1%或10"1%等，但并 不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为0.05~5wt%;盐酸的 含量为〇.〇1~1〇巧1%，例如0.01"1%、0.1"1%、1"1%、2"1%、3"1%、4"1%、5"1%、6"1%、 7wt%、8wt%、9wt%或lOwt%等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可 行，进一步优选为0.05~5wt %。
[0040] 本发明中，W氯化钟、氯化钮和盐酸的混合溶液作为催化剂溶液对无纺布基底进 行浸泡，可W使基底吸附催化剂离子，活化基底，使锻金属反应主要在基底表面进行，并且 加入过量的氯化钟是为了用过量氯离子增加氯化钮的催化活性。
[0041 ]优选地，步骤(1)中浸泡为揽拌浸泡。
[0042] 优选地，步骤（1)中浸泡的时间为1~lOOmin，例如lmin、10min、20min、30min、 40min、50min、60min、70min、80min、90min或IOOmin等，但并不仅限于所列举的数值，所列范 围内其他数值均可行。
[0043] 作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中所述金属锻液中各组分及其含量为：
[0044]
[0045] 其中，所述金属铜盐或金属儀盐的含量可为O.Olwt%、0.1 wt%、lwt%、2wt%、 3wt %、4wt %、5wt %、6wt %、7wt %、8wt %、9wt %或IOwt %等，但并不仅限于所列举的数值， 所列范围内其他数值均可行;还原剂的含量可为O.Olwt%、0.1 wt%、lwt%、2wt%、3wt%、 4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或lOwt%等，但并不仅限于所列举的数值，所列范 围内其他数值均可行；碱金属的氨氧化物的含量可为0.0Iwt %、0 . Iwt %、Iwt %、%、 3wt %、4wt %、5wt %、6wt %、7wt %、8wt %、9wt %或IOwt %等，但并不仅限于所列举的数值， 所列范围内其他数值均可行；甲醒的含量可为0.0Iwt %、0 . Iwt %、Iwt %、%、3wt %、 4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或lOwt%等，但并不仅限于所列举的数值，所列范 围内其他数值均可行。
[0046] 优选地，巧骤(2)中所述余属链液中各组分及其含量为：
[0047]
[004引
[0049] 本发明中，金属锻液中的金属盐为金属铜盐时，可在无纺布基底上沉积铜锻层;金 属盐为金属儀盐时，可在无纺布基底上沉积儀锻层。
[0050] 优选地，所述金属铜盐为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜中任意一种或至少两种的组合， 所述组合典型但非限制性的实例有:硫酸铜和氯化铜的组合，氯化铜和硝酸铜组合，硫酸 铜、氯化铜和硝酸铜的组合等。
[0051] 优选地，所述金属儀盐为硫酸儀、氯化儀或硝酸儀中任意一种或至少两种的组合， 所述组合典型但非限制性实例有:硫酸儀和氯化儀的组合，氯化儀和硝酸儀的组合，硫酸 儀、氯化儀和硝酸儀的组合等。
[0052] 优选地，所述还原剂为酒石酸钟钢和/或棚氨化钢。
[0053] 优选地，所述碱金属的氨氧化物为氨氧化钢、氨氧化钟或氨氧化裡中任意一种或 至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有:氨氧化钢和氨氧化钟的组合，氨氧化钟 和氨氧化裡的组合，氨氧化钢、氨氧化钟和氨氧化裡的组合等。
[0054] 作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中化学沉积的时间为1~300min，例如Imin、 1 Omin、50min、IOOmin、ISOmin、200min、250min 或300min 等，但并不仅限于所列举的数值，所 列范围内其他数值均可行，进一步优选为5~200min。
[0055] 优选地，步骤(2)中洗涂为用水进行洗涂。
[0056] 作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中后处理为:将经过洗涂的导电无纺布置于 弱酸溶液中浸泡，洗涂后烘干。
[0057] 其中，弱酸是指其电离常数(pKa)小于0.0001(酸度系数地a大于4)的酸。
[005引优选地，所述弱酸为巧樣酸和/或醋酸。
[0059]本发明中，对导电无纺布用弱酸液进行后处理的作用是除去反应中基底表面被氧 化的金属颗粒，使形成的金属锻层致密，导电性能优越。
[0060] 优选地，所述弱酸溶液的浓度为0 . Ol~IOwt %，例如0 . Olwt %、0.1 wt %、Iwt %、 2讯1%、3*1%、4*1%、5*1%、6*1%、7*1%、8*1%、9*1%或10*1%等，但并不仅限于所列举 的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为0.05~5wt %。
[0061 ]优选地，所浸泡时间为 1 ~lOOmin，例如 Imin、10min、20min、30min、40min、50min、 60min、70min、80min、90min或IOOmin等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值 均可行。
[0062] 第二方面，本发明提供了上述制备方法制备得到的导电无纺布，其电导率为100~ lOOOOS/cm，例如 100S/cm、500S/cm、1000S/cm、3000S/cm、5000S/cm、7000S/cm 或 lOOOOS/cm 等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行。
[0063] 第=方面，本发明提供了上述制备方法制备得到的导电无纺布的用途，所述导电 无纺布用于制备裡离子电池，即用于制备超薄裡离子电池(厚度小于500WI1)。
[0064] 优选地，所述导电无纺布作为集流体制备裡离子电池。当导电无纺布上沉积的为 铜锻层时，其作为负极集流体制备超薄裡离子电池；当导电无纺布上沉积的为儀锻层时，其 作为正极集流体制备超薄裡离子电池。
[0065] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果：
[0066] (1)本发明通过在无纺布基体上化学锻沉积金属层，制得的导电无纺布具有良好 的导电性能，其电导率可达100~lOOOOS/cm;
[0067] (2)本发明W柔性较好的无纺布作为基底，使制得的导电无纺布具有较好的柔性 和可弯折性能；
[0068] (3)本发明制得的导电无纺布由于采用表面凹凸不平的无纺布作为基底，其作为 超薄裡离子电池的集流体，涂覆在无纺布基底表面的活性物质在弯折状态下不易剥落。同 时，W所述导电无纺布作为集流体制得的超薄裡离子电池不仅具有良好的电学性能，而且 还具有更轻、柔性更好的特点。
【附图说明】
[0069] 图1是本发明实施例1制备得到的导电无纺布的放大100倍的电子显微镜照片；
[0070] 图2是本发明实施例1制备得到的导电无纺布的放大25000倍的电子显微镜照片；
[0071] 图3是本发明实施例2制备得到的导电无纺布的放大20000倍的电子显微镜照片；
[0072] 图4是本发明实施例9所述超薄裡离子电池的电压容量曲线图。
【具体实施方式】
[0073] 为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说 明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发 明保护范围W权利要求书为准。
[0074] 本发明具体实施例部分提供了一种导电无纺布的制备方法，所述方法包括W下步 骤：
[0075] (1)将无纺布基底置于催化剂溶液中浸泡；
[0076] (2)将浸泡后的无纺布基底置于金属锻液中进行化学沉积得到导电无纺布，再经 洗涂和后处理得到最终产品。
[0077] 同时，本发明具体实施例部分还提供了所述制备方法制备得到的导电无纺布W及 应用导电无纺布制得的超薄裡离子电池。
[0078] W下为本发明典型但非限制性实例：
[0079] 实施例1:
[0080] (1)对无纺布基底进行洗涂和预处理：
[0081 ] 将无纺布基底置于含氨氧化钢0.5wt%和曲拉通X-IOO 0.5wt%的水溶液中揽拌 洗涂30min，然后用去离子水冲洗干净后置于聚乙締醇浓度为0.5wt%的聚乙締醇水溶液中 揽拌浸泡，取出烘干后再置于含盐酸〇.2wt%和硝酸0.5wt%的酸溶液中揽拌浸泡，然后用 去罔子水冲洗干净；
[0082] (2)将经过洗涂和预处理的无纺布基底置于含氯化钟0.02wt%、氯化钮0.0 lwt% 和盐酸0.02wt %的混合溶液中浸泡揽拌，然后取出；
[0083] (3)将经过催化剂溶液浸泡后的无纺布基底置于含无水硫酸铜0.2wt%、酒石酸钟 钢0.5wt %、氨氧化钢0.%和甲醒0.5wt %的混合溶液中进行化学锻铜反应60min，然后 用去离子水冲洗干净，然后含巧樣酸O.lwt%的溶液中浸泡洗涂，然后烘干，得到表面锻铜 导电无纺布。
[0084] 所得导电无纺布的电导率为7000S/cm，其扫描电镜如图1和2所示，从图中可W看 出铜颗粒均匀的沉积到了基底的表面，每根纤维表面也沉积上了铜颗粒，保证了导电布良 好的电子传输效应。
[0085] 实施例2:
[0086] (1)对无纺布基底进行洗涂和预处理：
[0087] 将无纺布基底置于含氨氧化钢Iwt%和曲拉通X-IOO 0.5wt%的水溶液中揽拌洗 涂20min，然后用去离子水冲洗干净后置于聚乙締醇浓度为Iwt%的聚乙締醇水溶液中揽拌 浸泡，取出烘干后再置于含盐酸2wt%和硝酸0.5wt%的酸溶液中揽拌浸泡，然后用去离子 水冲洗干净；
[0088] (2)将经过洗涂和预处理的无纺布基底置于含氯化钟0.05wt%、氯化钮0.02wt% 和盐酸0.05wt %的混合溶液中浸泡揽拌，然后取出；
[0089] (3)将经过催化剂溶液浸泡后的无纺布基底置于含无水硫酸铜0.5wt%、酒石酸钟 钢Iwt %、氨氧化钢0.3wt %和甲醒0.%的混合溶液中进行化学锻铜反应60min，然后用 去离子水冲洗干净，然后含巧樣酸O.lwt%的溶液中浸泡洗涂，然后烘干，得到表面锻铜导 电无纺布。
[0090] 所得导电无纺布的电导率为5000S/cm，其扫描电镜如图3所示。
[0091] 实施例3:
[0092] 除了步骤（1)中将无纺布基底置于含氨氧化钢0.9wt%和曲拉通X-IOO 2wt%的水 溶液中揽拌洗涂80min，聚乙締醇水溶液中聚乙締醇浓度为0.05wt%，酸溶液中盐酸浓度为 0.05wt %，硝酸浓度为0.05wt %，步骤(2)中混合溶液中含氯化钟Iwt %、氯化钮%和盐 酸%，步骤(3)中锻液中含硝酸铜0.05wt %、酒石酸钟钢0.05wt %、氨氧化钟0.05wt %和 甲醒0.05wt %，化学锻铜反应IOOmin，巧樣酸溶液浓度为0.05wt %外，其他物料用量与制备 方法均与实施例1中相同，所得表面锻铜的导电无纺布的电导率为1050S/cm。
[0093] 实施例4:
[0094] 除了步骤（I)中将无纺布基底置于含氨氧化钢1.5wt %和曲拉通X-1000 . 6wt %的 水溶液中揽拌洗涂40min，聚乙締醇水溶液中聚乙締醇浓度为0.2wt%，酸溶液中盐酸浓度 为0.1 wt %，硝酸浓度为0.1 Wt %，步骤（2)中混合溶液中含氯化钟0.6wt %、氯化钮0.4wt % 和盐酸0 . Iwt %，步骤（3)中锻液中含氯化铜0.%、酒石酸钟钢0.5wt %、氨氧化钟 1.5wt %和甲醒1.5wt %，化学锻铜反应SOmin，巧樣酸溶液浓度为4wt %外，其他物料用量与 制备方法均与实施例1中相同，所得表面锻铜的导电无纺布的电导率为2600S/cm。
[0095] 实施例5:
[0096] 除了步骤（1)中将无纺布基底置于含氨氧化钢2. Iwt %和曲拉通X-IOO1.%的 水溶液中揽拌洗涂40min，聚乙締醇水溶液中聚乙締醇浓度为0.8wt%，酸溶液中盐酸浓度 为0.5wt %，硝酸浓度为0.5wt %，步骤(2)中混合溶液中含氯化钟1.%、氯化钮0. Swt % 和盐酸0.6wt %，步骤（3)中锻液中含氯化铜2.5wt %、酒石酸钟钢1 . 5wt %、氨氧化钟 0.9wt %和甲醒0.5wt %，化学锻铜反应20min，巧樣酸溶液浓度为0. Swt %外，其他物料用量 与制备方法均与实施例1中相同，所得表面锻铜的导电无纺布的电导率为865S/cm。
[0097] 实施例6:
[0098] 除了步骤（1)中将无纺布基底置于含氨氧化钢1. Swt %和曲拉通X-IOO1.7wt %的 水溶液中揽拌洗涂70min，聚乙締醇水溶液中聚乙締醇浓度为1.5wt%，酸溶液中盐酸浓度 为1.5wt %，硝酸浓度为0.5wt %，步骤(2)中混合溶液中含氯化钟1.6wt %、氯化钮1.% 和盐酸2.%，步骤(3)中锻液中含氯化铜0.7wt %、酒石酸钟钢6wt %、氨氧化钟4wt %和 甲醒%，化学锻铜反应30min，巧樣酸溶液浓度为6wt%外，其他物料用量与制备方法均 与实施例1中相同，所得表面锻铜的导电无纺布的电导率为450S/cm。
[0099] 实施例7:
[0100] 除了步骤（1)中将无纺布基底置于含氨氧化钢3wt%和曲拉通X-IOO 3wt%的水溶 液中揽拌洗涂80min，聚乙締醇水溶液中聚乙締醇浓度为2.3wt%，酸溶液中盐酸浓度为 2wt %，硝酸浓度为%，步骤（2)中混合溶液中含氯化钟3wt %、氯化钮1.6wt %和盐酸 2 W t %，步骤（3)中锻液中含硫酸儀2.5 W t %、酒石酸钟钢6 W t %、氨氧化钢1W t %和甲醒 3wt %，化学锻儀反应25min，巧樣酸溶液浓度为0.6wt %外，其他物料用量与制备方法均与 实施例1中相同，得到表面锻儀的导电无纺布，所得表面锻儀的导电无纺布的电导率为 2200S/cm〇
[0101] 实施例8:
[0102] 除了不进行步骤（1)，即对无纺布不进行洗涂和预处理外，其他物料用量与制备过 程均与实施例1中相同，得到表面锻铜的导电无纺布，其电导率为200S/cm。
[0103] 实施例9:
[0104] 除了步骤（1)中表面活性剂采用十二烷基苯横酸钢，亲水性高分子溶液为聚丙締 酸醋溶液，步骤(3)中还原剂为棚氨化钢，弱酸为醋酸外，其他物料用量与制备过程均与实 施例1中相同，得到表面锻铜的导电无纺布，其电导率为3500S/cm。
[010引实施例10:
[0106]本实施例提供了一种超薄裡离子电池，其W实施例1中制备得到锻铜导电无纺布 作为负极集流体制备得到，其电压容量曲线图如图4所示，从图中可W看出电池在0.2C的充 电电流下能够稳定的充到4.2V，容量随电压增加而增大，放电过程中电压在降到3.OV时容 量全部放出，符合裡电池的特征。
[0107] 对比例：
[0108] 本对比例除了不进行步骤(2)，即不将无纺布基底用催化剂溶液浸泡，直接进行化 学锻铜外，其他物料用量与制备过程均与实施例1中相同。
[0109] 本对比例制得的导电无纺布其电导率为OS/cm。
[0110] 综合实施例1-10和对比例的结果可W看出，本发明通过在无纺布基体上化学锻沉 积金属层，制得的导电无纺布具有良好的导电性能，其电导率可达100~lOOOOS/cm;本发明 W柔性较好的无纺布作为基底，使制得的导电无纺布具有较好的柔性和可弯折性能;本发 明制得的导电无纺布由于采用表面凹凸不平的无纺布作为基底，其作为超薄裡离子电池的 集流体，涂覆在无纺布基底表面的活性物质在弯折状态下不易剥落。同时，W所述导电无纺 布作为集流体制得的超薄裡离子电池不仅具有良好的电学性能，而且还具有更轻、柔性更 好的特点。
[0111]
【申请人】声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程， 但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细 工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进， 对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的 保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1. 一种导电无纺布的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： (1) 将无纺布基底置于催化剂溶液中浸泡； (2) 将浸泡后的无纺布基底置于金属镀液中进行化学沉积得到导电无纺布，再经洗涤 和后处理得到最终广品。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1)中将无纺布基底经洗涤和预 处理后置于催化剂溶液中浸泡。3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤为将无纺布基底置于洗涤液 中进行搅拌洗涤，再用水进行冲洗； 优选地，所述洗涤液中各组分及其含量为： 碱金属的氢氧化物 0.01~10wt% 表面活性剂 0.1~10wt% 余量为水； 优选地，所述洗涤液中各组分及其含量为： 碱金属的氢氧化物 0.05~5wt% 表面活性剂 0.5~5wt% 余量为水； 优选地，所述碱金属的氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂中任意一种或至少 两种的组合； 优选地，所述表面活性剂为曲拉通X-100和/或十二烷基苯磺酸钠； 优选地，所述搅拌洗涤的时间为1~lOOmin，进一步优选为5~80min。4. 根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述无纺布基底的预处理过程为： 将经过洗涤的无纺布基底置于亲水性高分子溶液中搅拌浸泡，取出烘干后再置于酸溶 液中搅拌浸泡； 优选地，所述亲水性高分子溶液的浓度为0.01~l〇wt %，进一步优选为0.05~5wt % ; 优选地，所述亲水性高分子溶液为聚乙烯醇和/或聚丙烯酸酯； 优选地，置于亲水性高分子溶液中搅拌浸泡的时间为1~lOOmin; 优选地，所述酸溶液为盐酸和硝酸的混合溶液； 优选地，所述酸溶液中盐酸的浓度为0.01~l〇wt %，进一步优选为0.05~5wt % ;硝酸 的浓度为0.01~l〇wt%，进一步优选为0.05~5wt% ; 优选地，置于酸溶液中搅拌浸泡的时间为1~lOOmin。5. 根据权利要求1~4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（1)中催化剂溶液为金 属的氯化盐、氯化钯和盐酸的混合溶液； 优选地，金属的氯化盐为氯化钾、氯化钠、氯化铜或氯化镍中任意一种或至少两种的组 合； 优选地，步骤（1)中催化剂溶液为氯化钾、氯化钯和盐酸的混合溶液，其中氯化钾的含 量为0.01~10wt%，进一步优选为0.05~5wt% ;氯化钯的含量为0.01~10wt%，进一步优 选为0.05~5wt% ;盐酸的含量为0.01~10wt%，进一步优选为0.05~5wt% ; 优选地，步骤(1)中浸泡为搅拌浸泡； 优选地，步骤（1)中浸泡的时间为1~1 〇〇min。6. 根据权利要求1~5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述金属镀液中 各组分及其含量为： 金属铜盐或金属镍盐 0.01~10wt% 还原剂 0.0卜KHvt% 碱金属的氢氧化物 Q.01~10wt% 甲醛 0.01~10wt% 余量为水； 优选地，步骤(2)中所述金属镀液中各组分及其含量为： 金属铜盐或金属镍盐 0.05~5wt% 还原剂 0.05~5vvt% 碱金属的氢氧化物 0,0:5~5wt%: 甲醛 0.05~5 wt% 余量为水； 优选地，所述金属铜盐为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜中任意一种或至少两种的组合； 优选地，所述金属镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中任意一种或至少两种的组合； 优选地，所述还原剂为酒石酸钾钠和/或硼氢化钠； 优选地，所述碱金属的氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂中任意一种或至少 两种的组合。7. 根据权利要求1~6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中化学沉积的时间 为1~300min，进一步优选为5~200min; 优选地，步骤(2)中洗涤为用水进行洗涤。8. 根据权利要求1~7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中后处理为:将经 过洗涤的导电无纺布置于弱酸溶液中浸泡，洗涤后烘干； 优选地，所述弱酸为柠檬酸和/或醋酸； 优选地，所述弱酸溶液的浓度为0.01~l〇wt%，进一步优选为0.05~5wt% ; 优选地，所浸泡时间为1~lOOmin。9. 根据权利要求1~8任一项所述的制备方法制备得到的导电无纺布，其电导率为100 ~10000S/cm〇10. 根据权利要求1~8任一项所述的制备方法制备得到的导电无纺布的用途，所述导 电无纺布用于制备锂离子电池； 优选地，所述导电无纺布作为集流体制备锂离子电池。
【文档编号】H01B13/00GK105826570SQ201610164729
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】魏志祥, 孟庆海
【申请人】国家纳米科学中心