【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于集流體，具體涉及一種超聲輔助定向能量沉積的集流體及其制備方法、系統。
技術介紹
1、傳統鋰離子電池負極集流體是銅箔。隨著鋰電技術的發展，鋰離子電池的高能量密度、輕量化和柔性化成為人們的追求。減薄銅箔，可實現鋰離子電池的輕量化，提高能量密度，降低成本。但由于制備技術的局限，銅箔的厚度很難再降低，另外銅箔變薄之后，機械強度降低，致使加工性能降低，因此需要新的減薄技術。
2、復合集流體銅箔是通過在高分子材料層材料兩面鍍一定厚度的銅層，上下兩層銅層厚度各約1μm，形成“三明治”型的復合結構。目前較為成熟制備工藝是在高分子薄膜基材先利用磁控濺射沉積nicr膜進行打底，接著再沉積25-50nm厚度的cu膜，使得基材表面金屬化，再在復合銅箔表面金屬化的兩邊以水電鍍的方式各沉積1μm銅層，制作成復合銅箔。
3、水電鍍沉積技術作為復合集流體銅箔生產和應用的關鍵技術，具有工藝成本低、工藝靈活性好等優點，但也存在沉積層厚度不均勻、疏松多孔、結晶形貌難以控制等問題，進而易導致活性材料與復合集流體銅箔之間界面電阻大，容易脫落等問題，進而會導致電池性能下降。
4、因此，如何克服集流體的水電鍍表面沉積層沉積不均勻、疏松、無規的問題是本領域亟需解決的技術問題。
5、需要說明的是，本
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部分中公開的以上信息僅用于理解本申請構思的
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，因此，并不認為上述描述構成現有技術的信息。
技術實現思路
1、本公開實施例至少提供一種超聲輔助定向能量沉積的集流體
2、第一方面，本公開實施例提供了一種超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，包括如下步驟：步驟s1，通過磁控濺射在基材層的表面濺射cu，得到載體箔；步驟s2，在酸性硫酸鹽體系內通過電沉積在載體箔上電沉積銅進行增厚得到cu層，同時對載體箔進行超聲波沖擊處理，所述超聲波的頻率為10-30mhz，功率不超過100w。
3、在一種可選的實施方式中，所述步驟s1中通過磁控濺射在基材層的表面濺射cu具體包括如下步驟：步驟s11，調整磁控濺射鍍機腔室的真空度，并啟動陰極和傳動輥；步驟s12，在腔室內通入氬氣并提高離子源的功率將氬氣離子化，進而對基材進行表面清潔；步驟s13，通入濺射氣體氬氣，利用銅靶材在基材層的表面磁控濺射形成cu層，即得到載體箔；步驟s14，在基材層的另一側重復步驟s11-s13。
4、在一種可選的實施方式中，所述步驟s12中離子源的功率調整范圍為800-1000w。
5、在一種可選的實施方式中，所述步驟s13中濺射氣體氬氣的純度不低于99.99％，通入量為400-600sccm，腔室內氣壓的范圍為0.3-0.5pa，磁控濺射的功率為5-50kw。
6、在一種可選的實施方式中，所述步驟s2中增厚后的cu層厚度為500nm-5μm。
7、在一種可選的實施方式中，所述步驟s2中超聲波沖擊處理的功率為20-60w。
8、第二方面，本公開實施例還提供一種采用如前所述的方法制備得到的超聲輔助定向能量沉積的集流體，包括：基材層；cu層，所述cu層設置在所述基材層的兩側。
9、在一種可選的實施方式中，所述基材層包括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、聚酰亞胺薄膜和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。
10、在一種可選的實施方式中，所述cu層的材料為銅或銅合金；所述cu層的厚度為500nm-5μm。
11、第三方面，本公開實施例還提供一種超聲輔助定向能量沉積系統，采用如前所述的方法制備集流體，其特征在于，包括：電鍍池，所述電鍍池內設置有酸性硫酸鹽體系；以及所述電鍍池的上方設置有至少一個超聲波發生器。
12、本專利技術的有益效果是，本超聲輔助定向能量沉積的集流體及其制備方法、系統通過在酸性硫酸鹽體系內施加超聲場，cu沉積過程由擴散控制轉變為電化學控制，加速了傳質過程，改善了cu的電沉積效果；同時超聲波具有晶粒細化效果，在利用超聲波沖擊輔助沉積的過程中，可使復合銅箔表面的微晶結構增加，進而增大復合集流體銅箔與電解液之間的接觸角，減小兩者之間的浸潤性，從而降低電解液對復合集流體銅箔的腐蝕性，提升膜層耐電解液性能；另外細化的晶粒使復合集流體銅箔表面變得粗糙，有助于提升其與活性材料的粘附力，從而提高電極的電導率和結構穩定性，以上效果最終可進一步提升鋰電池的循環壽命。
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、權利要求書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，作詳細說明如下。
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1.一種超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中通過磁控濺射在基材層的表面濺射Cu具體包括如下步驟：
3.如權利要求2所述的超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，其特征在于，
4.如權利要求2所述的超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，其特征在于，
5.如權利要求1所述的超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，其特征在于，
6.如權利要求1所述的超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，其特征在于，
7.一種采用如權利要求1-6任一項所述的方法制備得到的超聲輔助定向能量沉積的集流體，其特征在于，包括：
8.如權利要求7所述的超聲輔助定向能量沉積的集流體，其特征在于，
9.如權利要求7所述的超聲輔助定向能量沉積的集流體，其特征在于，
10.一種超聲輔助定向能量沉積系統，其特征在于，采用如權利要求1-6任一項所述的方法制備集流體，其特征在于，包括：
【技術特征摘要】
1.一種超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中通過磁控濺射在基材層的表面濺射cu具體包括如下步驟：
3.如權利要求2所述的超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，其特征在于，
4.如權利要求2所述的超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，其特征在于，
5.如權利要求1所述的超聲輔助定向能量沉積的集流體的制備方法，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙錦玲，翟懷倫，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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