【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電池，具體涉及一種低應力金屬化塑料集流體及其制備方法。
技術介紹
1、隨著新能源產業的不斷發展與壯大，目前商業化的鋰離子電池已無法滿足日益增長的高安全性、高能量密度和功率密度的需求。其中，集流體作為電池中不可或缺的組分扮演了極其重要的角色，其性能的好壞對整個電池性能的影響不可忽視。而傳統的金屬箔集流體由于較厚的金屬層的存在影響了電池的能量密度。與金屬材料相比，高分子材料具有更低的密度也兼具較高的機械強度，因此高分子材料的使用有望使電池的性能在能量密度上獲得突破。
2、但由于其由純金屬組成具有脆性及韌性較低的特性，致使其用在鋰離子電池電極材料在生產過程中的涂布、輥壓、烘干、切片等受熱和張力環境下的工藝流程中，容易發生斷裂、破邊等問題。以此易造成材料浪費，產品一致性差，降低生產效率影響。同時純金屬集流體出于成本、安全、能量密度等多方面關鍵因素考慮都已不是最佳應用載體，因此有不少研究開始著力于將輕型的柔性金屬/塑料復合薄膜材料替代傳統金屬集流體，以此實現鋰電池更高安全、更高體積能量密度和質量能量密度。
3、金屬化塑料集流體在制備金屬導電層時通常采用磁控濺射、蒸發鍍、水電鍍等工藝制備，而且產生薄膜應力是在沉積薄膜過程中普遍存在的現象。薄膜應力的存在將影響薄膜的微觀結構和性能，如薄膜的電學、力學等物理性能，同時影響到薄膜與基體材料的結合度以及基體材料的基本性能。
4、這部分薄膜應力進一步導致了導電層與聚合物薄膜間附著力的降低，在極片加工與鋰離子電池生命周期中存在金屬化塑料集流體表層導電層脫
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種低應力金屬化塑料集流體及其制備方法，以解決因薄膜應力而導致的金屬化塑料集流體表層導電層脫落問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種低應力金屬化塑料集流體的制備方法，包括如下步驟：步驟s1，預處理基材層；步驟s2，在預處理的基材層上形成導電層；步驟s3，對導電層進行紅外輻照處理；步驟s4，對經紅外輻照的導電層重復步驟s2-s3若干次，得到有若干層導電層疊層在其上的基材層，并在所述基材層的另一側進行相同工藝，得到低應力金屬化塑料集流體。
3、進一步的，所述步驟s1中預處理基材層包括：在真空腔室中通入氬氣，通過向離子源提供800w的功率將氬氣離子化，進而對基材進行表面清潔。
4、進一步的，所述步驟s2中在預處理的基材層上形成導電層包括：將濺射氣體氬氣通入真空腔室，濺射制備導電層。
5、進一步的，所述氬氣量為300～500sccm，優選300、400、500sccm，所述真空腔室的氣壓為0.3～0.5pa，優選0.3、0.4、0.5pa。
6、進一步的，所述濺射為雙旋轉陰極、直流磁控濺射；功率為1kw～15kw，優選1、3、5、8、10、12、15kw。
7、進一步的，所述步驟s3中對導電層進行紅外輻照處理包括：紅外輻照的功率為3000～5800w，優選3000、3500、4000、4500、5000、5500、5800w，輻射峰λmax為0.9～1μm，工件與輻射源距離為50～200mm，優選50、100、150、200mm，輻射時間為5～200s，優選5、10、20、50、80、100、150、200s。
8、進一步的，所述步驟s4中單側導電層的層數為1～20層，優選1、2、3、5、7、9、15、20層。
9、又一方面，本專利技術還提供了一種低應力金屬化塑料集流體，采用如前所述的方法制備得到，所述低應力金屬化塑料集流體包括基材層及至少一側設置有經紅外輻照的導電層。
10、進一步的，所述基材層為雙向拉伸聚丙烯薄膜、流延聚丙烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜中的任意一種；所述基材層的厚度為3～20μm，優選3、5、7、10、15、20μm。
11、進一步的，所述導電層為金屬材料，包括鋁、銅、鎳、鈦、銀、金、鈷、鉻、鉬、鎢、不銹鋼中的任意一種或多組的組合。
12、本專利技術的有益效果是，本專利技術的低應力金屬化塑料集流體及其制備方法利用紅外輻射對導電層進行熱處理，導電層中原子通過晶格振動交換能量，將一些錯位愈合，從而減少薄膜的內應力；同時導電層中原子在表面擴散時將消除其中空位和空隙等缺陷，使體積發生收縮，以釋放導電層中殘留的內應力，最終增加導電層與基材層之間的結合力，增強金屬化塑料集流體的耐電解液性能，提升新能源電池的循環壽命。
13、本專利技術的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點在說明書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
14、為使本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
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1.一種低應力金屬化塑料集流體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中預處理基材層包括：在真空腔室中通入氬氣，通過向離子源提供800W的功率將氬氣離子化，進而對基材進行表面清潔。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中在預處理的基材層上形成導電層包括：將濺射氣體氬氣通入真空腔室，濺射制備導電層。
4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述氬氣量為300～500?sccm，所述真空腔室的氣壓為0.3～0.5Pa。
5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述濺射為雙旋轉陰極、直流磁控濺射；功率為1Kw～15Kw。
6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中對導電層進行紅外輻照處理包括：紅外輻照的功率為3000～5800W，輻射峰λmax為0.9～1μm，工件與輻射源距離為50～200mm，輻射時間為5～200s。
7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中單側導電層的層數為1～20層，單層厚度
8.一種低應力金屬化塑料集流體，其特征在于，采用如權利要求1-7任一項所述的方法制備得到，所述低應力金屬化塑料集流體包括基材層及至少一側設置有經紅外輻照的導電層。
9.如權利要求8所述的低應力金屬化塑料集流體，其特征在于，所述基材層為雙向拉伸聚丙烯薄膜、流延聚丙烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜中的任意一種；
10.如權利要求8所述的低應力金屬化塑料集流體，其特征在于，所述導電層為金屬材料，包括鋁、銅、鎳、鈦、銀、金、鈷、鉻、鉬、鎢、不銹鋼中的任意一種或多組的組合。
...【技術特征摘要】
1.一種低應力金屬化塑料集流體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中預處理基材層包括：在真空腔室中通入氬氣，通過向離子源提供800w的功率將氬氣離子化，進而對基材進行表面清潔。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中在預處理的基材層上形成導電層包括：將濺射氣體氬氣通入真空腔室，濺射制備導電層。
4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述氬氣量為300～500?sccm，所述真空腔室的氣壓為0.3～0.5pa。
5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述濺射為雙旋轉陰極、直流磁控濺射；功率為1kw～15kw。
6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s3中對導電層進行紅外輻照處理包括：紅外輻照的功率為3000...
【專利技術屬性】
技術研發人員：翟懷倫，趙錦玲，曾金棟，
申請(專利權)人：江蘇三層科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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