CN104577132B

CN104577132B - 一种双极性集流体及其制备方法

Info

Publication number: CN104577132B
Application number: CN201310486469.6A
Authority: CN
Inventors: 陈永翀; 何颖源; 张艳萍; 张萍; 王秋平
Original assignee: BEIJING HAWAGA POWER STORAGE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Haofengguang Energy Storage Chengdu Co ltd
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2033-10-17
Also published as: CN104577132A

Abstract

本发明提供一种双极性集流体及其制备方法。本发明的双极性集流体包括：导电基体薄膜、聚合物阻挡膜层和导电分流层，导电基体薄膜的上下表面都覆盖有聚合物阻挡膜层和导电分流层，聚合物阻挡膜层位于导电基体薄膜和导电分流层之间且交错互补覆盖于导电基体薄膜的上下表面。其中聚合物阻挡膜层可有效阻碍电解液或凝胶电解质在双极性集流体内部的渗漏，防止电池短路；聚合物阻挡膜层双面互补的交错覆膜结构与导电分流层的协同作用，增加了双极性集流体表面电荷分布的均匀性，并最大限度减轻了聚合物阻挡膜层对双极性集流体导电性能弱化的影响，降低了集流体的表面接触电阻；采用喷墨打印的方法制备双极性集流体，高效节能清洁，适用于工业化生产。

Description

一种双极性集流体及其制备方法

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种双极性集流体及其制备方法。

背景技术

发展电动汽车是缓解能源危机，环境恶化等问题的有效手段之一，电动汽车的关键技术在于动力电池。由于具有比能量高、工作电压高、循环寿命长、自放电低、无记忆效应等优点，锂离子电池作为电动汽车用动力电池备受关注。为了提高动力电池的能量密度及满足电动汽车动力源的大功率输出要求，可以采用内部叠加串联电池单元的方法制备高电压动力电池，每个串联电池单元由双极性集流体隔开。其中，双极性集流体涂覆正极活性材料的一面必须耐氧化，例如采用铝材料；而涂覆负极活性材料的一面必须耐还原，例如采用铜材料。双极性集流体起到电子导电作用的同时，必须阻隔锂离子在相邻电池单元之间的迁移。因此，双极性集流体内部不能有通孔，否则电解液会渗入孔洞形成锂离子的通道，造成电池内部短路。

已有的双极性集流体主要有两种：一是用铜铝复合箔，由于所用箔膜的厚度一般小于50μm，现有技术很难满足铜铝复合箔中没有孔洞的要求，一旦复合箔中存在穿透性裂纹或者孔洞，电解液容易进入裂纹或孔洞造成电池内部短路及自放电，严重影响电池的使用和安全性能。第二种是通过聚合物将导电填料（例如：碳黑，碳纳米管，金属颗粒等）粘结在一起，经悬涂、热压等方式得到电子导电的聚合物复合导电薄膜，这类集流体由于从技术上难以保证所有导电填料粒子的表面均可以被聚合物覆盖，因此也极有可能在集流体内部形成电解液渗透的微通道，仍然存在漏液短路的隐患。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种双极性集流体及其制备方法。采用喷墨打印技术，以交错覆膜的方式将聚合物阻挡膜层复合到导电基体薄膜的上下表面，在保证双极性集流体电子导电性能的同时，利用聚合物的阻液性能，防止双极性集流体在使用过程中电解液渗入裂纹或孔洞造成电池内部短路。

本发明提供的双极性集流体包括：导电基体薄膜、聚合物阻挡膜层和导电分流层。导电基体薄膜的上下表面都覆盖有聚合物阻挡膜层和导电分流层，聚合物阻挡膜层位于导电基体薄膜和导电分流层之间且交错互补覆盖于导电基体薄膜的上下表面。其特征在于，聚合物阻挡膜层的总覆膜面积占导电基体薄膜表面积的比例为10%～90%，优选50%～65%；聚合物阻挡膜层由若干覆膜微区构成，且聚合物阻挡膜层的每块覆膜微区面积大于等于0.25mm²；导电基体薄膜上表面未被聚合物阻挡膜层覆盖的区域，其所对应的导电基体薄膜下表面区域一定被聚合物阻挡膜层覆盖。导电基体薄膜上表面的未覆膜微区与下表面的覆膜微区相对应，且导电基体薄膜上表面的覆膜微区和下表面邻近的覆膜微区有所重叠，重叠的覆膜微区面积占覆膜微区面积的5%～50%，优选为10%～20%。

或者，在所述导电基体薄膜上覆盖聚合物阻挡膜层时，可以利用电子探伤设备对导电基体薄膜进行检测，在探测到导电基体薄膜缺陷的同时，喷印设备打印制备聚合物阻挡膜层，覆盖导电基体薄膜的缺陷位置。

所述导电基体薄膜为铝箔、铜箔、镍箔、不锈钢箔、铝镍复合箔、铝铜复合箔中的一种或几种，导电基体薄膜的厚度为5～30μm。或者，所述导电基体薄膜为导电填料与聚合物基体材料的混合物，所述导电填料是钛粉、铜粉、铝粉、银粉、富锂硅粉、富锂锡粉中的一种或几种，或者，所述导电填料是碳黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或几种；所述聚合物基体材料是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、改性聚烯烃、聚乙炔、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚对苯撑乙烯及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一种或几种。其中导电填料的质量分数为40%～95%，优选为70%～80%；所述导电基体薄膜的厚度为10～100μm。

聚合物阻挡膜层所用的聚合物需要与导电基体薄膜粘结性良好，电位窗口宽且对正负极活性材料及电解液稳定，所述聚合物是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、改性聚烯烃、聚乙炔、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚对苯撑乙烯及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一种或几种。所述聚合物阻挡膜层与导电基体薄膜之间的粘结强度大于2.5N/mm，厚度在0.1～15μm。

根据聚合物种类不同，聚合物阻挡膜层可以采用流延、涂覆、热辊压、丝网印刷、喷墨打印等方法复合到导电基体薄膜表面。由于打印和印刷技术可以实现微米甚至纳米级别的膜厚控制，方便设计结构图案，节省资源，并已在电路板等电子器件中有工业应用，故为方便实现所覆盖聚合物层的交错覆盖结构和微米级的厚度要求，用打印和印刷技术覆盖聚合物阻挡膜层。本发明采用喷墨打印方法。

在导电基体薄膜的上下表面交错互补覆盖聚合物阻挡膜层，不仅能防止电解液进入导电基体薄膜中的裂纹和孔洞造成电池短路，同时保证了导电基体薄膜表面的电子能够穿越导电基体薄膜内部到达导电基体薄膜的另一表面。由于聚合物阻挡膜层本身的电子导电性能比较差，为了使集流体表面的电荷分布更加均匀，降低表面接触电阻，在交错覆盖有聚合物阻挡膜层的导电基体薄膜的上下表面再均匀覆盖导电分流层。

所述导电分流层为铝膜或铜膜中的一种，导电分流层厚度为0.05～3μm。或者，所述导电分流层为导电填料与粘结剂的混合物，其中，导电填料的质量分数不小于90%；所述导电填料是钛粉、铜粉、铝粉、银粉、富锂硅粉、富锂锡粉类金属合金导电颗粒，或者，所述导电填料是碳黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或几种；导电分流层厚度为0.5～5μm；所述导电分流层中粘结剂为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、改性聚烯烃、聚乙炔、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚对苯撑乙烯及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一种或几种。

所述导电分流层可以采用真空蒸镀、电镀、化学镀、流延、旋涂、热压、丝网印刷、喷墨打印等方法复合到交错覆盖有聚合物阻挡膜层的导电基体薄膜上下表面。

本发明提供的双极性集流体的制备方法如下：

1）导电基体薄膜的预处理：

所用导电基体薄膜为金属箔，对金属箔进行清洗、干燥、活化处理（CN102760887A）；

或者，所用导电基体薄膜为聚合物复合导电薄膜，对其进行清洗和干燥。

2）打印聚合物阻挡膜层：

a．配制聚合物阻挡膜层打印用墨水：根据所用聚合物的种类选择不同溶剂和添加剂配成粘度在1～50mPa.s，表面张力20～60dyn/cm的稳定溶液：其中聚合物0.3～40wt.%，溶剂45～99.5wt.%，保湿剂0.1～10wt.%，表面活性剂0.1～5wt.%，室温搅拌0.5～6h，超声处理大于10min，过滤除去粒径大于0.2μm的杂质后得到聚合物阻挡膜层打印用墨水。

b．绘制聚合物阻挡膜层图样：利用画图软件，绘制聚合物阻挡膜层图样，需保证聚合物阻挡膜层的覆膜微区均匀间隔排列且每块覆膜微区的面积大于等于0.25mm²，聚合物阻挡膜层的总覆膜面积占导电基体薄膜表面积的10～90%，优选为50%～65%，导电基体薄膜两表面相邻的的覆膜微区交错互补，即导电基体薄膜上表面未被聚合物阻挡膜层覆盖的区域，其所对应的导电基体薄膜下表面区域一定被聚合物阻挡膜层覆盖，导电基体薄膜上表面的未覆膜微区与下表面的覆膜微区相对应，且导电基体薄膜上表面的覆膜微区和下表面邻近的覆膜微区有所重叠，重叠的覆膜微区面积占覆膜微区面积的5%～50%，优选为10%～20%。

c．打印聚合物阻挡膜层：在导电基体薄膜的两表面打印所绘制聚合物阻挡膜层图样，通过色度、饱和度、亮度的设置和重复打印控制打印膜层厚度在0.1～15μm；一面打印完成后在40～160℃下真空干燥除去溶剂后，再打印另一面，最后在70～280℃，0.1～3MPa下热压定型和退火处理。

3）复合导电分流层：在覆盖聚合物阻挡膜层的导电基体薄膜上下表面采用真空蒸镀、流延、旋涂、热压、喷墨打印等方法复合导电分流层。导电分流层厚度为0.05～5μm。

本发明提供的双极性集流体，在其一面涂覆正极活性材料，另一面涂覆负极活性材料，组成双极性电极片，相邻两个电极片之间填充电解液或凝胶态电解质并以隔膜隔开，这样若干个双极性电极片串联起来形成叠片结构的高电压电池。高电压电池充放电时，电子在双极性集流体的一个表面富集，并穿越双极性集流体的内部，传输至另一表面，这样，双极性集流体在有效阻碍锂离子通过的同时，起到收集和传导电子流的作用。

本发明的技术优势体现在：

1）聚合物阻挡膜层可有效阻碍电解液或凝胶电解质在双极性集流体内部的渗漏，防止电池短路；

2）聚合物阻挡膜层双面互补的交错覆膜结构与导电分流层的协同作用，增加了双极性集流体表面电荷分布的均匀性，并最大限度减轻了聚合物阻挡膜层对双极性集流体导电性能弱化的影响，降低了集流体的表面接触电阻；

3）采用喷墨打印方法制备双极性集流体，不仅高效节能清洁，而且适用于大量的工业化生产。

附图说明

图1为聚合物阻挡膜层的交错覆膜结构示意图，图中：（a）交错覆膜结构实例，（b）局部区域放大的某实例三维结构图，（c）横截面图；1-导电基体薄膜；2a-A面的聚合物阻挡膜层；2b-B面的聚合物阻挡膜层；d-A面和B面覆膜微区的重叠部分，5μm≤d≤5mm；

图2为双极性集流体横截面图，图中：3-导电分流层；4-裂纹；5-双极性集流体；

图3为高电压电池叠片结构示意图，图中：6-正极活性材料；7-负极活性材料；8-隔膜；9-绝缘边框；

图4为电池充(放)电时双极性集流体表面及内部的电子分布及移动示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明如下：

如图1所示，在导电基体薄膜1的A表面和B表面分别喷墨打印聚合物阻挡膜层2a和2b，2a和2b的覆膜微区均匀间隔排列，交错互补，且相互之间存在宽度为d的重叠区域（5μm≤d≤5mm）。覆膜微区的图案可以是圆形、方形、菱形、条形、三角形、正n边形等多种样式中的一种或几种。在导电基体薄膜1和聚合物阻挡膜层2a和2b表面分别复合导电分流层3组成双极性集流体5，如图2所示。在双极性集流体5一面涂覆正极活性材料6，另一面涂覆负极活性材料7组成双极性电极片，将双极性电极片镶嵌在绝缘边框9里面，相邻两个双极性电极片之间填充电解液或凝胶电解质并以隔膜8隔开，若干个双极性电极片串联起来形成叠片结构的高电压电池，如图3所示。聚合物阻挡膜层2a和2b以及重叠的覆膜微区保证电解液不会透过导电基体薄膜1中可能存在的裂纹4造成电池短路，而聚合物阻挡膜层2a、2b的交错结构和导电分流层3使得集流体的电子转移过程中电子均匀分布，如图4所示，最大限度保留了导电基体薄膜1的导电性能，降低了集流体与正负极之间的接触电阻。

实施例一：

本实施例中，双极性集流体包括：导电基体薄膜1采用导电填料与聚合物基体材料复合的聚合物复合导电薄膜；聚合物阻挡膜层2a和2b采用聚偏氟乙烯；导电分流层3采用碳黑和聚偏氟乙烯复合涂层。

本实施例的双极性集流体制备方法如下：

1）对导电基体薄膜进行预处理：

取厚度35μm厚的聚合物复合导电薄膜，裁剪成A4纸大小，分别用去离子水和乙醇对所用的聚合物复合导电薄膜表面喷淋清洗，除去表面灰尘油污，热风干燥1min。

2）打印聚合物阻挡膜层：

a．聚合物阻挡膜层打印用墨水配制：以质量百分比计：聚偏氟乙烯5%，保湿剂丙三醇5%，1%的OP-10水溶液2%，N-甲基吡咯烷酮余量，将以上物质的溶液混合均匀，室温搅拌4h，超声处理30min，经多级过滤除去粒径大于0.2μm的杂质得到打印墨水

b．绘制聚合物阻挡膜层交错图样：利用画图软件，绘制聚合物阻挡膜层的交错图样（图1），可以为圆点，方形，菱形，条纹等。（圆点：直径2mm，相连排列；方形：覆膜微区边长2mm，未覆膜微区边长1.5mm；菱形：覆膜微区边长2mm，未覆膜微区边长1.5mm；细条纹：覆膜微区宽2mm，未覆膜微区宽1.125mm。）聚合物阻挡膜层的总覆膜面积占聚合物复合导电薄膜表面积的64%，聚合物复合导电薄膜的另一表面的覆膜微区图案交错一列以使得两表面的覆膜微区对应互补。

c．将裁剪好的聚合物复合导电薄膜粘在A4纸上，根据所绘制图样，在聚合物复合导电薄膜的表面打印交错的间隔图案，通过色度、饱和度、亮度的设置和重复打印控制打印膜层的厚度在5μm；一面打印完成后在120℃下真空干燥1h，用同样方法在另一面打印，120℃下再次真空干燥2h，最后在150℃，0.5MPa，热压2min定型，自然冷却至室温。

4）涂布导电分流层：将炭黑和聚偏氟乙烯按重量百分比炭黑：聚偏氟乙烯=9：1混合于N-甲基吡咯烷酮中，制成浆料，涂覆在交错覆膜的聚合物复合导电薄膜两面形成厚度2～5μm的导电分流层，得到最终的防漏，质轻，导电性能良好的双极性集流体。

实施例二：

本实施例中，双极性集流体包括：导电基体薄膜1采用导电填料与聚合物基体材料复合的聚合物复合导电薄膜；聚合物阻挡层2a和2b采用聚苯胺；导电分流层3采用碳黑和聚偏氟乙烯复合涂层。

在双极性集流体制备过程中聚合物阻挡层采用导电聚合物聚苯胺。其墨水配方：均采用质量百分比，0.125g聚苯胺/20ml1%的硫酸溶液，保湿剂丙三醇5%，1%的OP-10水溶液2%，室温搅拌4h，超声处理30min，经多级过滤除去粒径大于0.2μm的杂质得到打印墨水。其余与实施例1制备方法相同

实施例三：

本实施例中，双极性集流体包括：导电基体薄膜1采用导电填料与聚合物基体材料复合的聚合物复合导电薄膜；聚合物阻挡层2a和2b采用聚苯乙烯；导电分流层3采用碳黑和聚偏氟乙烯复合涂层。

在双极性集流体制备过程中聚合物阻挡层采用聚苯乙烯，其墨水配方：均采用质量百分比，聚苯乙烯2%，保湿剂丙三醇5%，1%的OP-10水溶液2%，甲苯余量，室温搅拌4h，超声处理30min，经多级过滤除去粒径大于0.2μm的杂质得到打印墨水。其余与实施例1制备方法相同。

实施例四：

本实施例中，双极性集流体包括：导电基体薄膜1采用导电填料与聚合物基体材料复合的聚合物复合导电薄膜；聚合物阻挡层2a和2b采用PEDOT/PSS（聚(3,4-乙撑二氧噻吩)﹕聚苯乙烯磺酸）；导电分流层3采用碳黑和聚偏氟乙烯复合涂层。

在双极性集流体制备过程中聚合物阻挡层采用PEDOT/PSS，其墨水配方：均采用体积百分比，1.3wt%的PEDOT/PSS溶液86vol.%，保湿剂丙三醇4.5vol.%，曲拉通X-1000.045vol.%，去离子水余量，室温搅拌4h，超声处理30min，经多级过滤除去粒径大于0.2μm的杂质得到打印墨水。其余与实施例1制备方法相同。

实施例五

本实施例中，双极性集流体包括：导电基体薄膜1采用导电填料与聚合物基体材料复合的聚合物复合导电薄膜；聚合物阻挡层2a和2b采用聚偏氟乙烯；导电分流层3采用真空蒸镀的铝膜和电镀的铜膜。

在双极性集流体制备过程中双极性集流体涂布正极活性材料一面的导电分流层采用真空蒸镀的铝膜，涂布负极活性材料一面的导电分流层采用电镀的铜膜，铜膜和铝膜的厚度分别为0.5μm。其余与实施例1制备方法相同。

实施例六

本实施例中，双极性集流体包括：导电基体薄膜1采用铜铝复合箔；聚合物阻挡层2a和2b采用聚偏氟乙烯；导电分流层3采用碳黑和聚偏氟乙烯复合涂层。

在双极性集流体制备过程中导电基体薄膜采用20μm的铜铝复合箔，铜铝复合箔的预处理：将铜铝复合箔裁剪成A4纸大小，用丙酮和乙醇分别超声清洗10min，热风干燥1min。在室温下将铜铝复合箔浸入酸液中酸化10min取出，用蒸馏水清洗后干燥。其余与实施例1制备方法相同。

本发明具体实施例并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种双极性集流体，其特征在于，所述双极性集流体包括：导电基体薄膜、聚合物阻挡膜层和导电分流层；其中，导电基体薄膜的上下表面都覆盖有聚合物阻挡膜层和导电分流层，聚合物阻挡膜层位于导电基体薄膜和导电分流层之间且交错互补覆盖于导电基体薄膜的上下表面，聚合物阻挡膜层的总覆膜面积占导电基体薄膜表面积的比例为10％～90％，且导电基体薄膜上表面未被聚合物阻挡膜层覆盖的区域，其所对应的导电基体薄膜下表面区域一定被聚合物阻挡膜层覆盖，

其中，所述导电分流层为铝膜或铜膜的一种，所述导电分流层厚度为0.05～3μm；或者

其中，所述导电分流层为导电填料与粘结剂的混合物，其中，导电填料的质量分数不小于90％；所述导电分流层中粘结剂为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、改性聚烯烃、聚乙炔、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚对苯撑乙烯及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一种或几种；所述导电填料是钛粉、铜粉、铝粉、银粉、富锂硅粉、富锂锡粉中的一种或几种，或者是碳黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或几种，所述导电分流层厚度为0.5～5μm。

2.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于：所述聚合物阻挡膜层的总覆膜面积占导电基体薄膜表面积的比例为50％～65％；聚合物阻挡膜层的覆膜微区均匀间隔排列，每个覆膜微区面积大于等于0.25mm²。

3.如权利要求1或2所述的双极性集流体，其特征在于：所述导电基体薄膜上表面的未覆膜微区与下表面的覆膜微区相对应，且导电基体薄膜上表面的覆膜微区和下表面邻近的覆膜微区有所重叠，重叠的覆膜微区面积占覆膜微区面积的5％～50％。

4.如权利要求3所述的双极性集流体，其特征在于：所述重叠的覆膜微区面积占所述覆膜微区面积的10％～20％。

5.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于：所述导电基体薄膜为铝箔、铜箔、镍箔、不锈钢箔、铝镍复合箔、铝铜复合箔中的一种或几种；所述导电基体薄膜的厚度为5～30μm。

6.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于：所述导电基体薄膜是导电填料与聚合物基体材料复合的聚合物复合导电薄膜；其中导电填料为钛粉、铜粉、铝粉、银粉、富锂硅粉、富锂锡粉中的一种或几种，或者，导电填料为碳黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或几种；所述聚合物基体材料是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、改性聚烯烃、聚乙炔、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚对苯撑乙烯及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一种或几种；其中导电填料的质量分数为40％～95％；所述导电基体薄膜的厚度为10～100μm。

7.如权利要求6所述的双极性集流体，其特征在于：所述导电填料的质量分数为70％～80％。

8.如权利要求1所述的双极性集流体，其特征在于：所述聚合物阻挡膜层的材料是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、改性聚烯烃、聚乙炔、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚对苯撑乙烯及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一种或几种；所述聚合物阻挡膜层与导电基体薄膜之间的粘结强度大于2.5N/mm，厚度为0.1～15μm。

9.一种双极性集流体的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：

1)导电基体薄膜的预处理：

所用导电基体薄膜为金属箔，对金属箔进行清洗、干燥、活化处理；

或者，所用导电基体薄膜为导电填料与聚合物基体材料复合的聚合物复合导电薄膜，对其进行清洗和干燥；

2)打印聚合物阻挡膜层：

a.配制聚合物阻挡膜层打印用墨水：根据所用聚合物的种类选择不同溶剂和添加剂配成粘度在1～50mPa.s，表面张力20～60dyn/cm的稳定溶液：其中聚合物0.3～40wt.％，溶剂45～99.5wt.％，保湿剂0.1～10wt.％，表面活性剂0.1～5wt.％，室温搅拌0.5～6h，超声处理大于10min，过滤除去粒径大于0.2μm的杂质后得到聚合物阻挡膜层打印用墨水；

b.绘制聚合物阻挡膜层图样：利用画图软件绘制聚合物阻挡膜层图样，需保证聚合物阻挡膜层的覆膜微区均匀间隔排列且每块覆膜微区的面积大于等于0.25mm²，聚合物阻挡膜层的总覆膜面积占导电基体薄膜表面积的10～90％，导电基体薄膜两表面的覆膜微区交错互补覆盖，即导电基体薄膜上表面未被聚合物阻挡膜层覆盖的区域，其所对应的导电基体薄膜下表面区域一定被聚合物阻挡膜层覆盖，两表面覆膜微区的四周有占每块覆膜微区面积5％～50％的重叠覆膜区；

c.打印聚合物阻挡膜层：在导电基体薄膜的两表面打印所绘制聚合物阻挡膜层图样，通过色度、饱和度、亮度的设置和重复打印控制打印膜层厚度在0.1～15μm；一面打印完成后在40～160℃下真空干燥除去溶剂后，再打印另一面，最后在70～280℃，0.1～3MPa下热压定型和退火处理；

3)复合导电分流层：在覆盖聚合物阻挡膜层的导电基体薄膜上下表面采用真空蒸镀、流延、旋涂、热压、喷墨打印的方法复合导电分流层；导电分流层厚度在0.05～5μm。

10.如权利要求9所述的双极性集流体的制备方法，其特征在于：所述聚合物阻挡膜层的总覆膜面积占所述导电基体薄膜表面积的50％～65％。

11.如权利要求9所述的双极性集流体的制备方法，其特征在于：所述两表面覆膜微区的四周有占所述每块覆膜微区面积10％～20％的重叠覆膜区。