集流体、电池、集流体制备方法及电池制备方法与流程

技术特征：
1.一种集流体，其特征在于，包括：基体；及主体部，所述主体部设于所述基体的表面，所述主体部至少包括第一层状结构和第二层状结构，所述第一层状结构包括多个第一孔，所述第二层状结构包括多个第二孔，所述第二孔的平均孔径大于所述第一孔的平均孔径，所述第一孔与所述第二孔连通，所述基体、所述第一层状结构和所述第二层状结构依次层叠设置。2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述主体部还包括第三层状结构，所述第三层状结构包括多个第三孔，所述第三孔的平均孔径大于所述第二孔的平均孔径，所述第一孔、所述第二孔及所述第三孔均连通，所述基体、所述第一层状结构、所述第二层状结构和所述第三层状结构依次层叠设置。3.根据权利要求2所述的集流体，其特征在于，所述第一孔包括第一子孔和设于所述第一子孔周围的多个第一开口，多个所述第一开口均与所述第一子孔连通，所述第二孔包括第二子孔和设于所述第二子孔周围的多个第二开口，多个所述第二开口均与所述第二子孔连通，所述第三孔包括第三子孔和设于所述第三子孔周围的多个第三开口，多个所述第三开口均与所述第三子孔连通，所述第一子孔与所述第二子孔通过所述第一开口和所述第二开口连通，所述第二子孔与所述第三子孔通过所述第二开口和所述第三开口连通。4.根据权利要求3所述的集流体，其特征在于，沿远离所述基体的表面的方向上，所述第一子孔的孔径取值范围是[10nm，100nm]，所述第二子孔的孔径取值范围是[100nm，300nm]，所述第三子孔的孔径取值范围是[300nm，1000nm]。5.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述基体包括相背的第一面和第二面；所述第一面、所述第二面均设有所述主体部。6.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述主体部的制成材料包括mofs材料，所述mofs材料包括mof-5(zn4o(bdc)3·
(dmf)8(c6h5cl))、mof-69c(zn3(oh)2(1,4-bdc)2·
(def)2)、mof-74（zn2(dhbdc)(dmf)2·
(h2o)2）、zif-8（zn(meim)2·
(dmf)
·
(h2o)3）、mil-100（fe）-fe3o(h2o)2f
·
{c6h3(co2)3}2·
14.5h2o、mof-199-[cu3(btc)2(h2o)3]、nott-300-[al2(oh)2(c
16
o8h6)](h2o)6中的至少一种。7.一种电池，其特征在于，包括正极极片、隔膜、根据权利要求1-6任意一项所述的集流体、及电解液，所述集流体、所述正极极片与所述隔膜组装后，注入所述电解液制成所述电池。8.一种集流体制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在基体的表面形成硅蛋白石模板，所述硅蛋白石模板包括多层二氧化硅，不同层的所述二氧化硅的粒径不同，沿远离所述基体的表面的方向上，不同层的所述二氧化硅的粒径逐渐增大；将mofs材料溶液填充所述硅蛋白石模板；将填充有所述mofs材料溶液后的所述硅蛋白石模板经过高温碳化处理；及去除高温碳化处理后的所述硅蛋白石模板中的所述二氧化硅，得到权利要求1-6任一项所述的集流体。9.根据权利要求8所述的集流体制备方法，其特征在于，所述将mofs材料溶液填充所述硅蛋白石模板，包括：
通过毛细管作用将所述mofs材料溶液填充到所述硅蛋白石模板的间隙。10.根据权利要求8所述的集流体制备方法，其特征在于，所述去除高温碳化处理后的所述硅蛋白石模板中的所述二氧化硅，得到集流体，包括：采用氢氟酸去除高温碳化处理后的所述硅蛋白石模板，得到所述集流体。11.根据权利要求8所述的集流体制备方法，其特征在于，所述基体由钨箔构成。12.根据权利要求8所述的集流体制备方法，其特征在于，所述硅蛋白石模板包括三层所述二氧化硅，在远离所述基体的表面的方向上，三层所述二氧化硅的粒径取值范围分别是[10nm，100nm]、[100nm，300nm]、[300nm，1000nm]。13.根据权利要求8所述的集流体制备方法，其特征在于，所述mofs材料溶液包括mofs材料和与所述mofs材料相混合的第一溶剂。14.根据权利要求13所述的集流体制备方法，其特征在于，所述mofs材料包括mof-5(zn4o(bdc)3·
(dmf)8(c6h5cl))、mof-69c(zn3(oh)2(1,4-bdc)2·
(def)2)、mof-74（zn2(dhbdc)(dmf)2·
(h2o)2）、zif-8（zn(meim)2·
(dmf)
·
(h2o)3）、mil-100（fe）-fe3o(h2o)2f
·
{c6h3(co2)3}2·
14.5h2o、mof-199-[cu3(btc)2(h2o)3]、nott-300-[al2(oh)2(c
16
o8h6)](h2o)6中的至少一种；所述第一溶剂包括水、n,n-二甲基甲酰胺、酒精、丙酮中的一种。15.一种电池制备方法，其特征在于，包括：将正极活性物质、导电剂、粘结剂按照（90-95）：（1-4）：（3-7）的比例与第二溶剂混合搅拌均匀后得到浆料；将所述浆料涂覆在铝箔上，并经过烘干、冷压后制得正极极片；及将所述正极极片、权利要求8-14任一项所述的制备方法制得的集流体和隔膜封装后，注入电解液制成所述电池。16.根据权利要求15所述的电池制备方法，其特征在于，所述正极活性物质包括磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂、铜铁锰酸钠、镍铁锰酸钠、镍锰酸钠、镍锰钛酸钠、镍锰铁铜酸钠、磷酸铁钠、氟磷酸钒钠、磷酸钒钠、铁铁基普鲁士蓝、锰铁基普鲁士蓝中的至少一种。17.根据权利要求15所述的电池制备方法，其特征在于，所述第二溶剂包括水、n-甲基吡咯烷酮、二甲基酰胺或二甲基乙酰胺中的一种。18.根据权利要求15所述的电池制备方法，其特征在于，所述隔膜包括pp膜、pe膜、pp/pe复合膜、陶瓷隔膜、玻璃纤维中的至少一种。19.根据权利要求15所述的电池制备方法，其特征在于，所述电解液由金属盐、第三溶剂及添加剂制成，所述金属盐包括lipf6、liclo4、liasf6、libf4、napf6、naclo4、naasf6、nabf4中的一种；所述第三溶剂包括碳酸乙烯酯（ec）、碳酸二甲酯（dmc）、碳酸二乙酯（dec）、碳酸甲乙酯（emc）、碳酸丙烯酯（pc）中的至少一种；所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯（vc）、氟代碳酸乙烯酯（fec）、碳酸乙烯亚乙酯（vec）中的至少一种。

技术总结
本申请提供一种集流体、电池、集流体制备方法及电池制备方法。集流体包括基体及主体部。主体部设于基体的表面，主体部至少包括第一层状结构和第二层状结构，第一层状结构包括多个第一孔，第二层状结构包括多个第二孔，第二孔的平均孔径大于第一孔的平均孔径，第一孔与第二孔连通，基体、第一层状结构和第二层状结构依次层叠设置。本申请中，构筑的集流体至少包括层叠设置的第一层状结构和第二层状结构，第二孔的平均孔径大于第一孔的平均孔径，使得集流体具有结构有序巨大的反应界面和梯度孔隙率分布的优点，在充电过程，活性金属离子自大孔到小孔沉积，有效抑制金属枝晶的形成，提高电池的安全性能、倍率性能和循环性能。倍率性能和循环性能。倍率性能和循环性能。


技术研发人员：文佳琪 易梓琦 刘枭枭 林颖鑫 彭启华 望靖东
受保护的技术使用者：厦门海辰储能科技股份有限公司
技术研发日：2022.09.06
技术公布日：2022/10/11