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锂离子电池作为新能源的热点领域,因其高能量密度,储存能量大,循环性能优异,绿色环保等优势而备受市场青睐。可携带电子设备和新能源汽车的快速发展,对锂离子电池的电化学性能有着更高的要求。但是集流体与活性物质界面电阻大,影响了电池内部电子转移;集流体与活性物质结合强度不高,在电池工作时活性物质可能脱落;另外集流体易被电解液腐蚀导致失效。集流体的缺点限制了锂离子电池的性能进一步提高。因此寻找一种合理的方式改性集流体具有非常大的工业价值。本文通过磁控溅射在集流体表面沉积导电碳膜,优化集流体与活性物质的界面特性从而提升锂离子电池性能。研究结果表明:1.碳膜改性铜集流体对钛酸锂电池性能具有显著的改善:碳膜通过增大铜箔表面的接触角,粗糙度,增强了铜集流体和钛酸锂之间的结合强度,以及延缓了铜集流体的腐蚀。另外循环性能测试表明,P-Cu-LTO电池在1C倍率下循环400次后放电比容量下降至105.8 mAh.g-1,容量保持率为66.4%;而C-Cu-LTO电池在1C倍率下循环400次放电比容量下降至130.5 mAh.g-1,容量保持率相比P-Cu-LTO提高至76.1%。同时,碳膜对于碳酸锂电池倍率性能也有提升。2.碳膜改性铝集流体并提高了钴酸锂电池的性能:碳膜改善了集流体与活性物质间的阻抗和结合强度,并且增强了铝集流体的抗腐蚀性。结果表明碳膜改性铝集流体将P-Al-LCO电池在1C倍率下循环100次后放电比容量为89.1mAh.g-1,容量保持率为64.5%,而C-Al-LCO循环后的放电比容量为131.1mAh.g-1,容量保持率为92.9%。碳膜显著的提高了钴酸锂电池的循环性能。3.证实碳膜改性集流体从而提升锂离子电池性能在全电池上同样有效,具有较大的工业应用价值。循环测试表明,100次循环后P-Cu-LTO/P-Al-LCO的放电比容量仅为85.9 mAh.g-1,容量保持率为61.6%。而集流体表面改性后全电池放电比容量比较稳定,在100次循环后,放电比容量为125.4 mAh.g-1,容量保持率高达88.9%。