【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及集流體，特別涉及多層熱法復合集流體及其制備方法。
技術介紹
1、隨著電子技術的發展，鋰電池在儲能設備、動力設備等領域中有著普遍的應用。從結構上看，鋰離子電池主要包括正極、隔膜、負極、電解液和外殼，其中正極包括正極集流體和附著于正極集流體表面的活性物質，目前的常規技術是采用鋁箔作為正極集流體，而鋁箔為純金屬材質，一般通過鍛造工藝制得，純金屬材質的鋁箔拉伸強度、延伸率等都較低。在鋰電池的普通集流體材料在穿刺時會產生大尺寸毛刺，造成內短路，引起熱失控，從而導致鋰電池內部發生短路，進而發生起火或爆炸事故，安全性能較低。同時目前的基材層表面設置鍍鋁層時，兩者之間是物理作用力，結合力有限，在鋰電池的使用過程中鍍鋁層可能會發生脫落，會增大內阻，進而影響集流體的電性能和穩定性。而由各種導電的金屬箔構成的集流體，其中的金屬箔片很容易被腐蝕老化。例如中國技術專利cn204088469u，采用有機的tpx材料作為基材層時，由于有機tpx材料與鋁層長期浸泡在電解液中，酸液會滲透到界面中，會導致鋁層與tpx膜腐蝕，從而兩者結合強度大幅度下降。
2、同時，隨著鋰電技術的不斷發展，鋰離子電池在輕量化等方向要求越來越高，無論是用于數碼產品的鋰電池還是電動汽車的電池，我們都希望電池的重量越來越輕，而在集流體這塊最主要就是降低集流體的厚度和重量，從直觀上來減少電池的體積和重量。雖然對銅箔鋁箔的減薄可以有效降低鋰離子電池重量，提高能量密度，但由于技術能力瓶頸，厚度的降低會導致機械強度大幅度降低，難以加工成電池。而且做成更薄的箔材從技術上講變
3、此外，集流體對耐高溫性也具有較高的要求，若制備的集流體不耐高溫會導致集流體出現形變，嚴重時會出現軟化現象，繼而影響集流體的性能。
4、因此，本申請開發出多層熱法復合集流體及其制備方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供多層熱法復合集流體，解決上述現有技術問題中的一個或者多個。
2、一方面，本專利技術提供多層熱法復合集流體，包括依次層疊設置的第一金屬導電層、第一附著力保護層、tpx膜層、第二附著力保護層、第二金屬導電層，tpx膜層在自身厚度方向上具有相對的兩個表面，tpx膜層的兩個表面分別對應設置有第一附著力保護層和第二附著力保護層，第一金屬導電層設置在第一附著力保護層上，第二金屬導電層設置在第一附著力保護層上。
3、進一步地，tpx膜層的厚度為d1，d1滿足：0.2μm≤d1≤1.2μm，第一附著力保護層包括第一鈍化膜層，第一鈍化膜層為對第一金屬導電層的表面進行鈍化處理，形成不導電的第一鈍化膜層，第二附著力保護層包括第二鈍化膜層，第二鈍化膜層為對第二金屬導電層的表面進行鈍化處理，形成不導電的第二鈍化膜層。
4、進一步地，第一附著力保護層還包括第一酸改性聚烯烴層，第一酸改性聚烯烴層設置于第一鈍化膜層表面，第二附著力保護層還包括第二酸改性聚烯烴層，第二酸改性聚烯烴層設置于第二鈍化膜層表面。
5、進一步地，第一金屬導電層和第二金屬導電層的材料選自鋁、銅中的至少一種，若為鋁層，鋁層為采用蒸發方式形成，若為鋁層，銅層采用電解銅或壓延方法制備獲取，鋁層或者銅層的厚度均為0.8至2μm之間。
6、進一步地，第一酸改性聚烯烴層采用馬來酸酐接枝聚烯烴溶液涂覆在第一鈍化膜層的表面，第二酸改性聚烯烴層采用馬來酸酐接枝聚烯烴溶液涂覆在第二鈍化膜層的表面，馬來酸酐接枝聚烯溶液包括馬來酸酐接枝聚乙烯溶液、馬來酸酐接枝聚丙烯溶液、馬來酸酐接枝聚丁烯溶液、馬來酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物溶液中的一種或幾種的混合物。
7、進一步地，酸改性聚烯烴層包括馬來酸酐接枝聚烯烴溶液、交聯固化劑，兩者重量份數如下：馬來酸酐接枝聚烯烴溶液100；交聯固化劑0.1-5，馬來酸酐接枝聚烯溶液包括馬來酸酐接枝聚乙烯溶液、馬來酸酐接枝聚丙烯溶液、馬來酸酐接枝聚丁烯溶液、馬來酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物溶液中的一種或幾種的混合物，交聯固化劑包括偶氮烷基化合物、雙丙烯酰胺、端異氰酸酯基預聚體、芳香多胺、咪唑、環氧樹脂、脂肪族多胺、低分子聚酰胺一種或多種。
8、進一步地，第一鈍化膜層和第二鈍化膜層均為采用鉻酸處理液或無鉻處理液滲透至第一金屬導電層和第二金屬層形成表面耐酸的金屬表面鈍化層。第二方面，本專利技術提供一種制備多層熱法復合集流體的方法，包括以下步驟：s1.制備中間體a和b：將第一金屬導電層表面均進行鈍化處理，在第一金屬導電層表面形成第一鈍化膜層，作為中間體a；將第二金屬導電層表面進行鈍化處理，在第二金屬導電層表面形成第二鈍化膜層，作為中間體b；
9、s2.制備馬來酸酐接枝聚烯烴溶液；
10、s3.將中間體a和中間體b采用熱壓復合工藝結合：
11、將馬來酸酐接枝聚烯烴溶液涂覆于中間體a的第一鈍化膜層的表面以及中間體b的第二鈍化膜層的表面；
12、將tpx進行高溫熔融，將涂覆過馬來酸酐接枝聚烯烴溶液的中間體a和中間體b通過高溫熔融的tpx熱壓粘合為一體，得到多層熱法復合集流體。
13、本申請還提供一種制備多層熱法復合集流體的方法，包括以下步驟：
14、s1.制備中間體a和b：將第一金屬導電層表面均進行鈍化處理，在第一金屬導電層表面形成第一鈍化膜層，作為中間體a；將第二金屬導電層表面進行鈍化處理，在第二金屬導電層表面形成第二鈍化膜層，作為中間體b；
15、s2.制備馬來酸酐接枝聚烯烴溶液；
16、s3.將中間體a和中間體b采用熱壓復合工藝結合：
17、將馬來酸酐接枝聚烯烴溶液涂覆于中間體a的第一鈍化膜層的表面以及中間體b的第二鈍化膜層的表面；
18、將涂覆過馬來酸酐接枝聚烯烴溶液的中間體a和中間體b進入兩個相對轉動的熱壓輥，熱壓輥溫度為120-170℃，將tpx采用230-380℃溫度熔融，淋在中間體a和中間體b之間，通過調節熱壓輥的輥縫寬度，控制壓力，得到多層熱法復合集流體；
19、s4.將多層熱法復合集流體再進行固化和熟化，得到穩定的多層熱法復合集流體。
20、本專利技術的有益效果：
21、本專利技術提供的多層熱法復合集流體，包括依次層疊設置的第一金屬導電層、第一附著力保護層、tpx膜層、第二附著力保護層、第二金屬導電層，tpx膜層在自身厚度方向上具有相對的兩個表面，tpx膜層的兩個表面分別對應設置有第一附著力保護層和第二附著力保護層，第一金屬導電層設置在第一附著力保護層上，第二金屬導電層設置在第一附著力保護層上。本專利技術將由第一金屬導電層和第一鈍化膜層形成的中間體a以及由第二金屬導電層和第二鈍化膜層形成的中間體b采用tpx進行熱壓復合，形成雙面對稱結構，解決了耐高溫問題，比pp更耐高溫，變形量小，提升了耐高溫性能；比pet更耐電解液腐蝕，提升了集流體的耐腐蝕性能，從而制備的集流體的粘合力穩定，整體性能穩定可靠。
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1.多層熱法復合集流體，其特征在于，包括依次層疊設置的第一金屬導電層、第一附著力保護層、TPX膜層、第二附著力保護層、第二金屬導電層，所述TPX膜層在自身厚度方向上具有相對的兩個表面，所述TPX膜層的兩個表面分別對應設置有第一附著力保護層和第二附著力保護層，所述第一金屬導電層設置在所述第一附著力保護層上，所述第二金屬導電層設置在所述第一附著力保護層上。
2.根據權利要求1所述的多層熱法復合集流體，其特征在于，所述TPX膜層的厚度為D1，D1滿足：0.2μm≤D1≤1.2μm，所述第一附著力保護層包括第一鈍化膜層，所述第一鈍化膜層為對第一金屬導電層的表面進行鈍化處理，形成不導電的第一鈍化膜層，所述第二附著力保護層包括第二鈍化膜層，所述第二鈍化膜層為對第二金屬導電層的表面進行鈍化處理，形成不導電的第二鈍化膜層。
3.根據權利要求1所述的多層熱法復合集流體，其特征在于，所述第一附著力保護層還包括第一酸改性聚烯烴層，所述第一酸改性聚烯烴層設置于所述第一鈍化膜層表面，所述第二附著力保護層還包括第二酸改性聚烯烴層，所述第二酸改性聚烯烴層設置于所述第二鈍化膜層表面。p>
4.根據權利要求1所述的多層熱法復合集流體，其特征在于，所述第一金屬導電層和第二金屬導電層的材料選自鋁、銅中的至少一種，若為鋁層，所述鋁層為采用蒸發方式形成，若為銅層，所述銅層采用電解銅或壓延方法制備獲取，鋁層或者銅層的厚度均為0.8至2μm之間。
5.根據權利要求1所述的多層熱法復合集流體，其特征在于，所述第一酸改性聚烯烴層采用馬來酸酐接枝聚烯烴溶液涂覆在第一鈍化膜層的表面，所述第二酸改性聚烯烴層采用馬來酸酐接枝聚烯烴溶液涂覆在第二鈍化膜層的表面，所述馬來酸酐接枝聚烯溶液包括馬來酸酐接枝聚乙烯溶液、馬來酸酐接枝聚丙烯溶液、馬來酸酐接枝聚丁烯溶液、馬來酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物溶液中的一種或幾種的混合物。
6.根據權利要求1所述的多層熱法復合集流體，其特征在于，所述酸改性聚烯烴層包括馬來酸酐接枝聚烯烴溶液、交聯固化劑，兩者重量份數如下：馬來酸酐接枝聚烯烴溶液100；交聯固化劑0.1-5，馬來酸酐接枝聚烯溶液包括馬來酸酐接枝聚乙烯溶液、馬來酸酐接枝聚丙烯溶液、馬來酸酐接枝聚丁烯溶液、馬來酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物溶液中的一種或幾種的混合物，所述交聯固化劑包括偶氮烷基化合物、雙丙烯酰胺、端異氰酸酯基預聚體、芳香多胺、咪唑、環氧樹脂、脂肪族多胺、低分子聚酰胺一種或多種。
7.根據權利要求1所述多層熱法復合集流體，其特征在于，所述第一鈍化膜層和第二鈍化膜層均為采用鉻酸處理液或無鉻處理液滲透至第一金屬導電層和第二金屬層形成表面耐酸的金屬表面鈍化層。
8.一種制備如權利要求1至7中任一項所述的多層熱法復合集流體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.一種制備如權利要求1至7中任一項所述的多層熱法復合集流體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.多層熱法復合集流體，其特征在于，包括依次層疊設置的第一金屬導電層、第一附著力保護層、tpx膜層、第二附著力保護層、第二金屬導電層，所述tpx膜層在自身厚度方向上具有相對的兩個表面，所述tpx膜層的兩個表面分別對應設置有第一附著力保護層和第二附著力保護層，所述第一金屬導電層設置在所述第一附著力保護層上，所述第二金屬導電層設置在所述第一附著力保護層上。
2.根據權利要求1所述的多層熱法復合集流體，其特征在于，所述tpx膜層的厚度為d1，d1滿足：0.2μm≤d1≤1.2μm，所述第一附著力保護層包括第一鈍化膜層，所述第一鈍化膜層為對第一金屬導電層的表面進行鈍化處理，形成不導電的第一鈍化膜層，所述第二附著力保護層包括第二鈍化膜層，所述第二鈍化膜層為對第二金屬導電層的表面進行鈍化處理，形成不導電的第二鈍化膜層。
3.根據權利要求1所述的多層熱法復合集流體，其特征在于，所述第一附著力保護層還包括第一酸改性聚烯烴層，所述第一酸改性聚烯烴層設置于所述第一鈍化膜層表面，所述第二附著力保護層還包括第二酸改性聚烯烴層，所述第二酸改性聚烯烴層設置于所述第二鈍化膜層表面。
4.根據權利要求1所述的多層熱法復合集流體，其特征在于，所述第一金屬導電層和第二金屬導電層的材料選自鋁、銅中的至少一種，若為鋁層，所述鋁層為采用蒸發方式形成，若為銅層，所述銅層采用電解銅或壓延方法制備獲取，鋁層或者銅層的厚度均為0.8至2μm之間。
<...【專利技術屬性】
技術研發人員：袁新平，朱裕衛，袁麗姝，
申請(專利權)人：南通邁威電子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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