买球的app本发明提供了一种复合集流体及其制备工艺，属于电池材料技术领域。本发明的复合集流体包括金属层和高分子多孔材料基材层，所述金属层设置在高分子多孔材料基材层厚度方向上的上下两侧，所述金属层通过其表面的粗糙化图案与高分子多孔材料基材层结合紧密，电接触好，增加箔材与正负极活性材料的接触面积，减小电池极化，降低极片和电池内阻，利于电池组一致性，进一步减小了集流体的重量，增加电池在宽温下的循环寿命及倍率性能。本发明的制备方法可以有效解决传统复合集流体与活性层结合力不强、比表面积较小、抗拉伸性能较差的问题。

　　1.一种复合集流体，其特征在于，所述复合集流体包括高分子多孔材料基材层和金属

　　层，所述金属层对称设置在所述高分子多孔材料基材层厚度方向上的上下两侧，所述金属

　　2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述高分子多孔材料基材层中的高

　　分子多孔材料是多孔聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇

　　3.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述高分子多孔材料的厚度为1‑40

　　4.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述金属层中的金属是铜、铝、铁、

　　锌、钴、镍、钛中的一种，所述金属层的厚度为1‑10微米，优选4‑4.5微米。

　　5.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述粗糙化图案的粗糙度为0.1‑

　　6.一种如权利要求1‑5任一项所述复合集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步

　　S1：将所述高分子多孔材料基材层通过若干个连续的浓度递增的金属电镀槽，当其厚

　　度方向上的金属层达到设计厚度后停止电镀，对所述金属层漂洗烘干后再进行抗氧化处

　　S2：将S1中的初始集流体的金属层通过糙化和刻蚀处理得到含糙化金属层的集流体；

　　7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中的刻蚀和糙化处理工艺为，

　　将所述初始集流体的金属层首先通过糙化辊进行磨削得到磨削面，再通过在所述磨削面上

　　开设化学刻蚀液槽并浇注刻蚀液，对所述金属层进行微刻蚀处理；所述化学刻蚀液为双氧

　　8.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求1‑5任意一项所述的复合集流体以

　　及活性物质层；所述复合集流体用作电池的正极或者负极，所述活性物质层位于所述复合

　　9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述活性物质层中的活性物质为钴酸锂、

　　[0001]本发明属于电池材料技术领域，更具体的，涉及一种复合集流体及其制备工艺。

　　[0002]随着新能源技术的兴起，以及调整能源结构框架，电池领域越来越受到人们的关

　　注，并且在市场上越来越有竞争力。而锂离子电池有着较高的能量密度、更长的循环寿命以

　　及体积小重量轻等优势，很快的应用到我们生活的方方面面。虽然有着这些优势，但是为了

　　追求着更长使用时间、更高的能量密度、以及进一步减轻电池的质量等目标，也带来了新的

　　问题与挑战。集流体作为电池中重要的组成单元，在电池中起到收集电池活性物质产生的

　　电流、改善电池的导电性和散热方式的优势。目前商用锂离子电池所采用的集流体都是纯

　　铜箔和铝箔，但是纯的铜箔与铝箔带给电池的都是死质量，制约了电池能量密度的提升以

　　及与活性物质的结合能力较差使得电池内阻变大，所以我们需要进一步的降低集流体的质

　　量、厚度和增加表面的粗糙层度。为了减轻集流体的质量人们采用金属层‑高分子层‑金属

　　层这种复合结构来代替原来纯金属箔的作为金属电池的集流体。这不仅降低了集流体的质

　　量，同时也降低了成本，提高了安全性。但是复合集流体与活性物质的结合能力较差，在电

　　[0003]因此，急需寻求一种能够替代传统复合集流体，同时可以进一步提升电池的安全、

　　[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明通过在高分子层两侧表面、初步蒸

　　镀的金属层表面进行刻蚀以及外金属层的磨削，后通过退火处理集流体消除内部应力，形

　　成一种高分子层空隙结构更发达，金属层内也具有一定孔隙并且表面金属层有凸凹不平的

　　糙面流体结构，增加箔材与正负极活性材料的接触面积，减小了电池极化同时使表面电流

　　[0005]根据本发明的一个方面，本发明首先提供了一种复合集流体，包括高分子多孔材

　　料基材层和金属层，所述金属层对称设置在所述高分子多孔材料基材层厚度方向上的两

　　[0006]根据本发明的一个实施方式，所述高分子多孔材料基材层中的高分子多孔材料是

　　多孔聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。

　　[0007]根据本发明的一个实施方式，所述高分子多孔材料的厚度为1‑40微米，优选4‑40

　　[0008]根据本发明的一个实施方式，所述金属层中的金属是铜、铝、铁、锌、钴、镍、钛中的

　　[0009]根据本发明的一个实施方式，所述粗糙化图案的粗糙度为0.1‑5Ra，所述粗糙化图

　　[0010]根据本发明的另一个方面，本发明还提供了上述复合集流体的制备方法，包括以

　　[0011]S1：将所述高分子多孔材料基材层通过若干个连续的浓度递增的金属电镀槽，当

　　其厚度方向上的金属层达到设计厚度后停止电镀，对所述金属层漂洗烘干后再进行抗氧化

　　[0012]S2：将S1中的初始集流体的金属层通过刻蚀和糙化处理得到含糙化金属层的集流

　　[0014]根据本发明的一个实施方式，步骤S2中的刻蚀和糙化处理工艺为，将所述初始集

　　流体的金属层首先通过糙化辊进行磨削得到磨削面，再通过在所述磨削面上开设化学刻蚀

　　液槽并浇注刻蚀液，对所述金属层进行微刻蚀处理；所述化学刻蚀液为双氧水、硝酸、高锰

　　[0015]根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种电池，所述电池包括上述复合集

　　流体以及活性物质层；所述复合集流体用作电池的正极或者负极，所述活性物质层位于所

　　[0016]根据本发明的一个实施方式，所述活性物质层中的活性物质为钴酸锂、钛酸锂、磷

　　[0017]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的

　　[0018]1.本发明的复合集流体在作为锂离子电池集流体时，粗糙的金属层表面使得集流

　　体有了更大的比表面积，使得活性物质结合的更加紧密，减小了电池极化，增加了电池的宽

　　[0019]2.本发明制备的电池更加环保低成本、高压实成膜，能量密度高。

　　[0020]3.本发明优选的金属层表面糙化结构可以使复合集流体的重量进一步下降的同

　　[0023]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对

　　本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并

　　不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要

　　[0024]本发明首先提供了一种正极复合集流体，包括高分子多孔材料基材层和一对金属

　　层，所述金属层对称设置在所述高分子多孔材料基材层厚度方向上的两侧，所述金属层表

　　[0025]在一些实施例中，所述高分子多孔材料基材层中的高分子多孔材料可以是多孔聚

　　对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。

　　[0026]在一些实施例中，所述高分子多孔材料的厚度为1‑40微米，优选4‑40微米，孔径为

　　[0027]在一些实施例中，所述金属层中的金属是铜、铝、铁、锌、钴、镍、钛中的一种，所述

　　[0028]在一些实施例中，所述粗糙化图案的粗糙度为0.1‑5Ra，所述粗糙化图案的形状并

　　[0030]S1：将所述高分子多孔材料基材层沿其厚度方向通过若干个连续的浓度递增的金

　　属电镀槽，当其厚度方向上的金属层厚度达到设计厚度后停止电镀，对所述金属层漂洗烘

　　[0031]S2：将S1中的初始集流体的金属层通过刻蚀和糙化处理得到含糙化金属层的集流

　　[0032]S3：将S2得到的集流体进行退火处理，得到所述正极复合集流体。

　　[0033]在一些实施例中，步骤S2中的刻蚀和糙化处理工艺为，将所述初始集流体的金属

　　层首先通过糙化辊进行磨削得到磨削面，再通过在所述磨削面上开设化学刻蚀液槽并浇注

　　刻蚀液，对所述金属层进行微刻蚀处理；所述化学刻蚀液包括但不限于双氧水、硝酸、高锰

　　[0035]本发明还提供了一种电池，所述电池包括上述复合集流体和活性物质层，所述复

　　合集流体用作电池的正极或者负极，所述活性物质层位于所述正极复合集流体外侧。

　　[0036]在一些实施例中，所述活性物质层中的活性物质可以为钴酸锂、钛酸锂、磷酸铁

　　[0037]在一些实施例中，所述电池还包括第二集流体，当所述复合集流体为正极时，所述

　　第二集流体为负极；当所述复合集流体为负极时，所述第二集流体为正极；所述第二集流体

　　[0040]本实施例提供了一种复合集流体以及电池，其中复合集流体用作电池的正极，复

　　合集流体的高分子多孔材料基材层为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，厚度4微米，孔径0.1微米，

　　在高分子多孔材料基材层两侧的金属层为铝层，厚度为4微米，粗糙化图案的粗糙度为

　　0.1Ra，形状为等腰梯形，活性物质为磷酸铁锂；第二集流体作为负极，第二集流体为光滑纯

　　[0041]应用测试：本实施例的复合集流体的金属层表面方阻为4.34mΩ，电导率为1.81*

　　10(S/cm)，经显微镜观察到电解液滴加到集流体金属层表面后，其与金属层表面的接触角

　　为32°。电池在25℃1C倍率下充放电，起始容量为6.20Ah，循环600圈，容量衰减至89％。

　　[0043]本实施例提供了一种复合集流体以及电池，其中复合集流体用作电池的正极，复

　　合集流体的高分子多孔材料基材层为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，厚度4.5微米，孔径0.1微

　　米，在高分子材料基材层两侧的金属层为铝层，厚度为4.5微米，粗糙化图案的粗糙度为

　　1Ra，形状为等腰梯形，活性物质为磷酸铁锂；负极集流体为光滑纯铜箔，厚度8微米，活性物

　　[0044]应用测试：本实施例的复合集流体的金属层表面方阻为4.01mΩ，电导率为1.92*

　　10(S/cm)，经显微镜观察到电解液滴加到集流体金属层表面后，其与金属层表面的接触角

　　为29°。电池在25℃1C倍率下充放电，起始容量为6.22Ah，循环600圈，容量衰减至90％。

　　[0046]本实施例提供了一种复合集流体以及电池，其中：正极复合集流体的高分子多孔

　　材料基材层为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，厚度40微米，孔径0.2微米，在高分子材料基材层

　　两侧的金属层为铝层，厚度为4.5微米，粗糙化图案的粗糙度为5Ra，粗糙化图案的形状为等

　　腰梯形，活性物质为磷酸铁锂；负极集流体为光滑纯铜箔，厚度8微米，活性物质为石墨；电

　　[0047]应用测试：本实施例的复合集流体的金属层表面方阻为3.71mΩ，电导率为2.11*

　　10(S/cm)，经显微镜观察到电解液滴加到集流体金属层表面后，其与金属层表面的接触角

　　为16°。电池在25℃1C倍率下充放电，起始容量为6.35Ah，循环600圈，容量衰减至92％。

　　[0049]该对比例提供了一种复合集流体以及电池，其中复合集流体用作电池的正极，复

　　合集流体的高分子多孔材料基材层为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，厚度4微米，孔径0.1微米，

　　在高分子材料基材层两侧的金属层为铝层，厚度为4微米，铝层表面不具备粗糙化图案，活

　　性物质为磷酸铁锂；负极集流体为光滑纯铜箔，厚度8微米，活性物质为石墨；电解液为LB‑

　　由此制备得到的复合集流体表面方阻为16.23mΩ，电导率为1.70*10(S/cm)。电

　　池在25℃1C倍率下充放电，起始容量为6.02Ah，循环600圈，容量衰减至71％。

　　[0051]由实施例1‑3和对比例1可以看出随着复合集流体表面粗糙度的增加，其表面方阻

　　减小同时导电率增加说明有效的降低电池的内阻减少了电池的损耗；接触角变小说明随着

　　集流体表面粗糙度的增加对电解液的浸润效果变好，可以使电解液更加容易的润湿集流

　　体；起始容量变大说明随着集流体表面粗糙度的增加与活性物质结合的更好；相同循环以

　　及循环圈数的条件下容量衰减逐渐减小说明随着集流体表面粗糙度的增加能使得电池的

　　[0052]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以

　　限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含

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