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复合集流体的制备工艺的制作方法-买球平台app
复合集流体的制备工艺的制作方法
发布时间:2025-05-06 22:58:23

  1、现如今使用集流体制作的新能源电池中,负极集流体选择铜箔。为提高电池的能量密度及安全性,一种由高分子薄膜和金属镀层组合得到的复合集流体逐渐受到关注。复合集流体可以防止锂离子电池在遇到碰撞、挤压、穿刺等异常情况时因内短路而发生起火、爆炸等事故。与金属箔集流体相比,这种复合集流体也能够降低集流体重量,提升锂离子电池能量密度。

  2、现有的复合集流体一般由非金属绝缘层和金属导电层组成,但是金属箔层与非金属箔层之间的界面差异,导致非金属箔层的附着力较差,在锂电池加工和运行过程中会出现导电层脱落的情况。

  1、本发明要解决的技术问题是现有的复合集流体在锂电池加工和运行过程中容易出现导电层脱落的情况。

  2、为此,本发明提供一种复合集流体的制备工艺,粘结剂层粘结力好,耐电解液和电池循环性能较好,金属箔层不易从绝缘层上脱落,复合集流体的使用寿命提高,离型剂降低了金属箔层与金属载体之间的剥离力,保证了金属箔层的完整性。

  3、为实现上述目的,本发明提供了一种复合集流体的制备工艺,所述复合集流体包括金属箔层、粘结剂层和绝缘层,所述复合集流体的制备工艺包括以下步骤:

  5、s2,在涂布了离型剂后的金属载体表面进行金属箔层的生长,采用电镀的工艺完成金属箔层的生长后,对金属箔层表面进行清洗与抗氧化处理;

  8、s5,待粘结剂完全固化后,再将金属载体剥离,得到完整的复合集流体产品。

  9、本发明的复合集流体的制备工艺,通过电镀的工艺在金属载体上生长金属箔层,再将致密的金属箔粘贴到绝缘层上,粘结剂层粘结力好,耐电解液和电池循环性能较好,金属箔层不易从绝缘层上脱落,复合集流体的使用寿命提高,并且,在金属载体上涂覆有离型层,离型剂降低了金属箔层与金属载体之间的剥离力,在剥离金属载体时,能够保证了金属箔层的完整性。

  10、进一步,所述绝缘层的厚度为2-10μm,所述粘结剂层位于金属箔层与绝缘层之间,所述粘结剂层的厚度为0.3-2μm,所述金属箔层箔膜的厚度为0.5-5μm。

  12、进一步,所述粘结剂层的拉伸强度大于100mpa,在85℃环境下,在含1000ppm水的电解液浸泡120小时,粘结剂层中膨胀率小于4%的组分大于60%,且粘结剂层中膨胀率大于4%的组分小于40%。

  13、进一步,所述粘结剂为环氧、酚醛、不饱和聚酯、聚氨酯、有机硅、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、烯丙基树脂、马来酸酐、呋喃树脂、氨基树脂、醇酸树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、热塑性聚酯、改性聚丙烯、聚苯醚、氟树脂、聚苯硫醚、聚砜、聚酮类、聚苯酯、液晶聚合物中的至少一种。

  14、进一步,所述粘结剂层对绝缘层的粘附力大于粘结剂对金属箔层的粘附力。

  16、进一步,所述金属箔层表面粗糙程度ra值小于0.8,所述离型剂为烷基或聚乙烯亚胺类高分子聚合物、有机硅类、氟素类、uv固化类其中一种或多种,所述离型层的厚度为5-200nm。

  17、进一步,所述金属载体的材质为铝、不锈钢、钛、锆、镉、铜或镍中的至少一种,所述金属载体的厚度为10-100μm。

  18、进一步,步骤s2中,在采用电镀的工艺完成金属箔层的生长时,金属载体的走膜速率为2-10m/min。

  20、进一步,在剥离金属载体时,初始剥离力为0.5-5n,所述粘结剂的初始粘连力为2-10n。

  22、1、粘结剂层粘结力好,耐电解液和电池循环性能较好,金属箔层不易从绝缘层上脱落,复合集流体的使用寿命提高。

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  23、2、在金属载体上涂覆有离型层,离型剂降低了金属箔层与金属载体之间的剥离力,在剥离金属载体时,能够保证了金属箔层的完整性。

  24、3、采用电镀的工艺在金属载体上完成金属箔层的生长,使电镀工艺和设备大大减化,与传统的直接蒸发镀加电镀的工艺而言,工艺能耗低,且生产速率和良率均有显著提升。

  25、4、本发明的集流体韧性和延展性较好,在电池充放电或冷热环境下,不会断裂或碎裂,提高了电池的寿命。

  26、5、本发明的复合集流体的制备工艺,在剥离金属载体时,不仅能够保证了金属箔层的完整性,也能保证金属载体的完整性,所采用的金属载体可以重复使用多次,生产成本低于现行同厚度锂电复合集流体。

  27、6、本发明的复合集流体的制备工艺生产的复合集流体可以避免撞击或针刺起火,电池的安全性能大大提高。

  28、7、本发明的复合集流体的制备工艺生产的复合集流体,单位重量较传统纯金属集流体降低大于30%,提高电池能量密度大于5%。

  29、为使本发明的上述特征和效果能够明显易懂,下文将通过具体实施例并结合附图进行清楚、完整的说明。

  1.一种复合集流体的制备工艺,其特征在于,所述复合集流体包括金属箔层、粘结剂层和绝缘层,所述复合集流体的制备工艺包括以下步骤:

  2.如权利要求1所述的复合集流体的制备工艺,其特征在于:所述绝缘层的厚度为2-10μm,所述粘结剂层位于金属箔层与绝缘层之间,所述粘结剂层的厚度为0.3-2μm,所述金属箔层箔膜的厚度为0.5-5μm。

  3.如权利要求1所述的复合集流体的制备工艺,其特征在于:所述粘结剂为经固化的聚合物,固化方式为热固化或辐射固化。

  4.如权利要求1所述的复合集流体的制备工艺,其特征在于:所述粘结剂层的拉伸强度大于100mpa,在85℃环境下,在含1000ppm水的电解液浸泡120小时,粘结剂层中膨胀率小于4%的组分大于60%,且粘结剂层中膨胀率大于4%的组分小于40%。

  5.如权利要求1所述的复合集流体的制备工艺,其特征在于:所述粘结剂为环氧、酚醛、不饱和聚酯、聚氨酯、有机硅、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、烯丙基树脂、马来酸酐、呋喃树脂、氨基树脂、醇酸树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、热塑性聚酯、改性聚丙烯、聚苯醚、氟树脂、聚苯硫醚、聚砜、聚酮类、聚苯酯、液晶聚合物中的至少一种。

  6.如权利要求1所述的复合集流体的制备工艺,其特征在于:所述粘结剂层对绝缘层的粘附力大于粘结剂对金属箔层的粘附力。

  7.如权利要求1所述的复合集流体的制备工艺,其特征在于:所述金属箔层为铜、铝、钛、镍、镉、铁或银中的至少一种。

  8.如权利要求1所述的复合集流体的制备工艺,其特征在于:所述金属箔层表面粗糙程度ra值小于0.8,所述离型剂为烷基或聚乙烯亚胺类高分子聚合物、有机硅类、氟素类、uv固化类其中一种或多种,所述离型层的厚度为5-200nm。

  9.如权利要求1所述的复合集流体的制备工艺,其特征在于:所述金属载体的材质为铝、不锈钢、钛、锆、镉、铜或镍中的至少一种,所述金属载体的厚度为10-100μm。

  10.如权利要求1所述的复合集流体的制备工艺,其特征在于:步骤s2中,在采用电镀的工艺完成金属箔层的生长时,金属载体的走膜速率为2-10m/min。

  11.如权利要求1所述的复合集流体的制备工艺,其特征在于:所述绝缘层为pet、pa、pi或pp中的一种。

  12.如权利要求1所述的复合集流体的制备工艺,其特征在于:在剥离金属载体时,初始剥离力为0.5-5n,所述粘结剂的初始粘连力为2-10n。

  本发明涉及电池集流体技术领域,尤其涉及一种复合集流体的制备工艺,包括以下步骤:S1,在金属载体表面涂布离型剂,离型剂在金属载体表面形成离型层;S2,在涂布了离型剂后的金属载体表面进行金属箔层的生长,采用电镀的工艺完成金属箔层的生长后,对金属箔层表面进行清洗与抗氧化处理;S3,对金属箔材表面进行粘结剂的涂布;S4,在涂布粘结剂后,将绝缘层与金属箔层通过压辊进行复合;S5,待粘结剂完全固化后,再将金属载体剥离,得到完整的复合集流体产品。本发明的复合集流体的制备工艺,金属箔层不易从绝缘层上脱落,复合集流体的使用寿命提高,离型剂降低了金属箔层与金属载体之间的剥离力,保证了金属箔层的完整性。

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