【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于集流體，具體涉及一種高拉伸性能的復合集流體及其制備方法。
技術介紹
1、鋰離子電池是現(xiàn)代電子設備的核心，而集流體在其中扮演著至關重要的角色。集流體的主要功能是承載正負極材料，并有效地收集和傳輸電子，以確保電池的高效運作。然而，傳統(tǒng)集流體存在諸多缺陷，這不僅影響電池的性能，還對安全性構成威脅。
2、傳統(tǒng)集流體多采用金屬箔材料，如銅箔和鋁箔。盡管它們具備良好的導電性，但制造成本高昂。此外，這些材料的抗拉性較差，容易產(chǎn)生大尺寸毛刺。毛刺可能刺破電池隔膜，導致正負極溶液混合，從而引發(fā)安全事故。這些缺陷使傳統(tǒng)集流體難以滿足現(xiàn)代市場對高性能電池的需求。
3、為了解決這些問題，復合集流體成為了一個備受關注的研究方向。復合集流體采用多層結構設計，結合了不同材料的優(yōu)點，既保持了良好的導電性，又降低了制備成本。這使得它成為鋰離子電池中極具潛力的新型材料。然而，盡管復合集流體展現(xiàn)出許多優(yōu)勢，其發(fā)展仍受到一些關鍵因素的限制。
4、其中一個主要限制是復合集流體的拉伸性能不足。這種缺陷使其在生產(chǎn)和使用過程中難以適應高速疊片的生產(chǎn)工藝。高速疊片是一種提高生產(chǎn)效率的重要技術，但復合集流體在這一過程中容易發(fā)生斷帶現(xiàn)象，嚴重影響生產(chǎn)效率。此外，拉伸性能差可能抑制產(chǎn)品功能的充分發(fā)揮，甚至導致功能失效，進而引發(fā)安全性問題。
5、因此，如果克服復合集流體的拉伸性能不如的缺陷是本領域亟需解決的技術問題。
6、需要說明的是，本
技術介紹
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
技術實現(xiàn)思路
1、本公開實施例至少提供一種高拉伸性能的復合集流體及其制備方法。
2、第一方面，本公開實施例提供了一種高拉伸性能的復合集流體，包括：柔性基材，所述柔性基材的兩側的至少三種晶粒尺寸大小的銅層；所述銅層包括a層、b層和c層，晶粒尺寸大小關系為da＜db＜dc；所述銅層自柔性基材的上、下基材面的排列循環(huán)順序為a層、b層、c層、c層、b層、a層，且至少兩次循環(huán)；或，所述銅層自柔性基材的上、下基材面的排列循環(huán)順序為c層、b層、a層、a層、b層、c層，且至少兩次循環(huán)。
3、在一種可選的實施方式中，所述晶粒的尺寸d的范圍為20-500nm。
4、在一種可選的實施方式中，所述晶粒尺寸大小關系滿足如下關系式：db/da＝1.5-3；dc/db＝1.5-3。
5、在一種可選的實施方式中，所述銅層的單層膜層總厚度l的范圍為500-5000nm。
6、在一種可選的實施方式中，所述a層、b層和c層的厚度la、lb、lc間滿足如下關系式：la/lb＝0.5-1.5；lb/lc＝0.5-1.5。
7、在一種可選的實施方式中，所述銅層為銅和銅合金中的任意一種。
8、在一種可選的實施方式中，所述柔性基材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、聚酰亞胺薄膜和聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜中的任意一種；所述柔性基材的厚度范圍為3-20μm。
9、在一種可選的實施方式中，所述銅層還包括d層，晶粒尺寸大小關系為dd/dc＝1.5-3，d層的厚度滿足lc/ld＝0.5-1.5。
10、在一種可選的實施方式中，所述銅層自柔性基材的上、下基材面的排列循環(huán)順序為a層、b層、c層、d層、d層、c層、b層、a層，且至少兩次循環(huán)；或，所述銅層自柔性基材的上、下基材面的排列循環(huán)順序為d層、c層、b層、a層、a層、b層、c層、d層，且至少兩次循環(huán)。
11、第二方面，本公開實施例還提供一種如前所述的高拉伸性能的復合集流體的制備方法，包括如下步驟：步驟s1，預處理柔性基材；步驟s2，調整對應晶粒尺寸的電解液溫度和電流密度，并動態(tài)調整添加劑含量，根據(jù)排列循環(huán)順序依次形成銅層，得到高拉伸性能的復合集流體。
12、本專利技術的有益效果是，本高拉伸性能的復合集流體及其制備方法通過設計梯度循環(huán)結構，在微觀上實現(xiàn)了銅層在晶粒尺寸和孿晶厚度的循環(huán)生長，使得膜層在拉伸過程中發(fā)生額外的漸進式形變，在正向梯度區(qū)間由中心向表面拓展，在反向梯度區(qū)間由表面向中心拓展，在正向梯度cba和反向梯度abc的循環(huán)中使得復合集流體的拉伸性能得到顯著提升，同時表面的細小微結構還能夠有效降低表面粗糙度，抑制表面裂紋的形成，延長鋰離子電池的使用壽命。
13、梯度應力和梯度應變是由于梯度尺寸的晶粒逐步屈服而產(chǎn)生的。這些梯度應力和應變在均勻變形下形成，與通常由非均勻變形引起的應變梯度塑性不同。
14、這種新的材料強化機制通過引入梯度微結構中的應變梯度，為材料強化提供了新的思路。
15、本專利技術的其他特征和優(yōu)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(yōu)點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。
16、為使本專利技術的上述目的、特征和優(yōu)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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1.一種高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于：
3.如權利要求1所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，
4.如權利要求1所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，
5.如權利要求1所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，
6.如權利要求1所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，
7.如權利要求1所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，
8.如權利要求1所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，
9.如權利要求8所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，
10.一種如權利要求1-9任一項所述的高拉伸性能的復合集流體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于：
3.如權利要求1所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，
4.如權利要求1所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，
5.如權利要求1所述的高拉伸性能的復合集流體，其特征在于，
6.如權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)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(fā)明
國別省市：
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