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
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
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
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2‑10
μm,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
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
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小十大买球的app时,粘结剂层中膨胀率小于
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
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
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、
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
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
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
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
[0001]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。
[0002]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
[0003]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
[0004]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
[0005]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
[0006]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
[0007]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;
[0008]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
[0011]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。
[0012]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
[0013]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。
[0014]进一步,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。
[0015]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
[0016]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、
[0017]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。
[0018]进一步,所述金属箔层为铜、铝、钛、镍、镉、铁或银中的至少一种。
[0019]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‑
[0020]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
[0021]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
[0023]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‑
[0025]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
[0026]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
[0027]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
[0028]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
[0029]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
[0030]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,
[0031]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
[0032]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
[0035]图2是本发明的复合集流体的制备工艺中复合集流体与离型层和金属载体的示意
[0038]图5为本发明实施例1至实施例3制备得到的复合集流体测试剥离金属载体需要的
剥离力的曲线的曲线的曲线制备得到的复合集流体测试剥离金属箔层与绝缘层需要的
剥离力的曲线图,其中d‑粘结剂添加改性EPU的曲线,e‑粘结剂添加改性DPU的曲线,f‑原始
[0041]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施
例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描
述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中
的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,
[0042]除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的数值不限制本发明的范围。对于
相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、
方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释
为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0043]以下实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照国家标准测定;若没有相应
的国家标准,则按照通用的国际标准、或相关企业提出的标准要求进行。除非另有说明,否
[0044]参照图1至图6,本发明的一种复合集流体的制备工艺,复合集流体包括金属箔层
3、粘结剂层2和绝缘层1,粘结剂层2位于金属箔层3与绝缘层1之间,复合集流体的制备工艺
[0045]S1,在金属载体5表面涂布离型剂4,金属载体5的材质为铝、不锈钢、钛、锆、镉、铜
或镍中的至少一种,增强箔膜的拉伸性能,防止断带,金属载体5的厚度为10‑100μm,离型剂
4在金属载体5表面形成离型层,离型剂4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,离型层的厚度为5‑200nm,离型剂4经涂布工艺设置于金
属载体5表面,涂布工艺为微凹涂布、狭缝涂布、网纹涂布、刮刀涂布或辊涂布中的至少一
[0046]S2,在涂布了离型剂4后的金属载体5表面进行金属箔层3的生长,采用电镀的工艺
完成金属箔层3的生长后,对金属箔层3表面进行清洗与抗氧化处理,金属箔层3为铜、铝、
钛、镍、镉、铁或银中的至少一种,金属箔层3箔膜的厚度为0.5‑5μm,金属箔层3表面粗糙程
度Ra值小于0.8,在采用电镀的工艺完成金属箔层3的生长时,金属载体5的走膜速率为2‑
[0047]S3,对金属箔材表面进行粘结剂的涂布,该涂布工艺可为微凹涂布、狭缝涂布、网
纹涂布、刮刀涂布或辊涂布中的一种,粘结剂为经固化的聚合物,固化方式为热固化或辐射
固化,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,粘结剂层2的厚度为0.3‑2μm;
[0048]S4,在涂布粘结剂后,将绝缘层1与金属箔层3通过压辊进行复合,粘结剂层2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2中膨
胀率小于4%的组分大于60%,且粘结剂层2中膨胀率大于4%的组分小于40%,粘结剂层2
对绝缘层1的粘附力大于粘结剂对金属箔层3的粘附力,绝缘层1为PET、PA、PI或PP中的一
[0049]S5,待粘结剂完全固化后,再将金属载体5剥离,得到完整的复合集流体产品,在剥
离金属载体5时,初始剥离力为0.5‑5N,粘结剂的初始粘连力为2‑10N。
[0050]在本发明的实施例中,可制备双面的复合集流体,双面的复合集流体包括一个绝
缘层1,在绝缘层1的两面均设有粘结层,每一个粘结层远离绝缘层1的一面设有金属箔层3,
制备双面的复合集流体时,通过上述步骤S1至步骤S4后,得到单面的复合集流体,再重复步
[0051]在本发明的实施例中,离型剂4的成分包括硅元素、氟元素和碳元素中一种或多
种,使用离型剂4后,剥离金属载体5后,残留的离型剂4成分中,硅元素的含量为0.01%‑
0.2%,或者氟元素的含量为0.01%‑0.2%,或者碳元素的含量为0.01%‑0.3%,或者任意
两种元素之和为0.01%‑0.5%,或者三种元素之和为0.01‑0.7%。
[0052]下面结合具体实施例对本发明的复合集流体的制备工艺进行详细说明。
[0054]以复合集流体为目标产物,金属载体5为不锈钢膜,厚度为50μm,走膜速率为5m/
min,在不锈钢金属载体5表面采用狭缝涂布的方式,涂上离型剂4,离型剂4的厚度为50nm,
待离型剂4固化后,再经过电镀的方式镀上铜箔层,厚度为1μm,再经过清洗和抗氧化处理
后,将产品收集完成后,转移到涂布机上,采用微凹涂布的方式,将粘结剂涂到铜箔表面,粘
结剂厚度为0.5μm,在粘结剂没有表干之前,将绝缘层13μm的PET,通过压辊与铜箔层粘连在
[0055]将不锈钢金属载体5膜与铜箔层剥离,即得到单面的复合集流体,剥离得到的铜箔
表面会含有一定量的离型剂4残留,离型剂4的成分包括硅元素、氟元素和碳元素中一种或
多种,残留的离型剂4成分中,硅元素的含量为0.01%‑0.2%,或者氟元素的含量为0.01%‑
[0056]‑0.3%,或者任意两种元素之和为0.01%‑0.5%,或者三种元素之和为0.01‑
0.7%;将绝缘层1背面与铜箔再重复进行上述过程,就可得到双面复合集流体。得到的复合
[0058]以复合集流体为目标产物,金属载体5为钛膜,厚度为20μm,走膜速率为5m/min,在
钛膜表面直接通过电镀的方式镀上铜箔层,厚度为1μm,再经过清洗和抗氧化处理后,将产
品收集完成后,转移到涂布机上,采用微凹涂布的方式,将粘结剂涂到铜箔表面,粘结剂厚
度为0.5μm,在粘结剂没有表干之前,将绝缘层13μm的PET,通过压辊与铜箔层粘连在一起,
[0059]将钛膜与铜箔剥离,即得到单面的复合集流体,将绝缘层1背面与铜箔再重复进行
上述过程,就可得到双面复合集流体。得到的复合集流体在含1000ppm水的电解液中浸泡
[0061]以复合集流体为目标产物,金属载体5为铝膜,厚度为50μm,走膜速率为5m/min,在
不锈钢载体表面采用狭缝涂布的方式,涂上离型剂4,离型剂4的厚度为50nm,待离型剂4固
化后,再经过电镀的方式镀上铜箔层,厚度为1μm,再经过清洗和抗氧化处理后,将产品收集
完成后,转移到涂布机上,采用微凹涂布的方式,将粘结剂涂到铜箔表面,粘结剂厚度为0.5
μm,在粘结剂没有表干之前,将绝缘层13μm的PET,通过压辊与铜箔层粘连在一起,待粘结剂
[0062]将不锈钢膜与铜箔剥离,即得到单面的复合集流体,将绝缘层1背面与铜箔再重复
进行上述过程,就可得到双面复合集流体。得到的复合集流体在含1000ppm水的电解液中浸
[0064]具体实施步骤与实施例2一样,往粘结剂中添加改性后的EPU或DPU,来提升粘结剂
的初始粘附力,初始粘附力有一定的提升,提升效果为25%左右,参照图6,在粘结剂中添加
改性后的EPU或DPU后,剥离金属箔层3与绝缘层1需要的力均比添加原始粘结力时所需的剥
离力大,因此,粘结剂中添加改性后的EPU或DPU后,粘结剂的粘附力提升,金属箔层3更加不
[0066]以不锈钢金属载体5膜为基底,金属箔层3为铜箔,对离型剂4的效果进行比较,结
果表明,不涂离型剂4前,铜箔与基底层之间的剥离强度为10‑15N/m,涂布离型剂4后的剥离
强度为3‑5N/m,有效的保护了铜箔。当剥离强度大于13N/m时,金属箔层3会发生开裂的情
[0067]参照图5,实施例1至实施例3中剥离金属载体5时需要的力如图5所示,实施例1和
实施例3中均有在金属载体5表面涂布离型层,而实施例2中并没有在金属载体5表面涂布离
型层,参照图5可知,实施例2中,剥离金属载体5需要的力大于实施例1和实施例3中剥离金
属载体5需要的力,因此,在金属载体5上涂布离型层后,在复合集流体的制备工艺中,更容
易将金属载体5从金属箔层3上剥离,更容易保证金属箔层3和金属载体5的完整性,提高复
合集流体的工艺性能,且金属载体5可以重复使用多次,生产成本低于现行同厚度锂电复合
[0069]1、粘结剂层2粘结力好,耐电解液和电池循环性能较好,金属箔层3不易从绝缘层1
[0070]2、在金属载体5上涂覆有离型层,离型剂4降低了金属箔层3与金属载体5之间的剥
[0071]3、采用电镀的工艺在金属载体5上完成金属箔层3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
[0072]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
[0073]5、本发明的复合集流体的制备工艺,在剥离金属载体5时,不仅能够保证了金属箔
层3的完整性,也能保证金属载体5的完整性,所采用的金属载体5可以重复使用多次,生产
[0074]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,
[0075]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
[0076]以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完
全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术
性范围并不局限于说明书上的内容,必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。
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