CN114204036A - 一种复合集流体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合集流体的制备方法，首先通过镀膜的方式在绝缘支撑层的两侧面上形成镀层，且绝缘支撑层的两侧面上且位于镀层的两侧位置均留有留白区域，即镀层位于两侧的留白区域之间；然后金属箔片的内端部通过涂布胶接的方式连接于绝缘支撑层两侧面的留白区域上，金属箔片的外端部延伸至绝缘支撑层的外部，金属箔片与镀层之间通过焊接方式实现稳定连接。本发明制备得到的复合集流体无需通过焊接的方式引出极耳，绝缘支撑层直接与金属箔片通过涂布胶接的方式粘接，金属箔片延伸至绝缘支撑层外部的部分作为极耳，极耳部分相互焊接，实现两层镀层的电导通，降低了电池内阻，提升了生产优率，且提升了极耳连接稳定性及和电池使用的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体是一种复合集流体的制备方法。
背景技术
随着锂电子电池行业的持续发展，人们越来越追求电池的高能量密度和轻量化。集流体作为电池的重要组成部分，降低集流体的质量是一种有效的方法，目前降低集流体的方法主要是以薄膜支撑层与导电金属层复合制备成复合集流体实现的。
现有复合集流体极耳焊接常用方法为引入外接铝箔片与复合集流体的金属导体层进行焊接，通过超声波焊接设备将导体层中间的聚合物层挤出，并将焊接区域的金属导体层焊接在一起，实现焊接的同时实现两层金属导体层互相导通。然而这种焊接过程很容易破坏焊接区域材料结构，焊接强度较低，所制备的电池内阻较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复合集流体的制备方法，以解决现有技术中复合集流体极耳焊接出现的问题，复合集流体两侧导体层难以实现导通的问题。
本发明的技术方案为：
一种复合集流体的制备方法，具体包括有以下步骤：
(1)、首先通过镀膜的方式在绝缘支撑层的两侧面上形成镀层，且绝缘支撑层的两侧面上且位于镀层的两侧位置均留有留白区域，即镀层位于两侧的留白区域之间；
(2)、金属箔片的内端部通过涂布胶接的方式连接于绝缘支撑层两侧面的留白区域上，金属箔片的外端部延伸至绝缘支撑层的外部，金属箔片与镀层之间通过焊接方式实现稳定连接。
所述的步骤(1)中，镀膜的方式为真空蒸镀、真空溅射和电解镀中的一种或几种混合方式。
所述的绝缘支撑层是由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氯乙烯或聚苯乙烯制成的支撑层。
所述的步骤(1)中，绝缘支撑层的任一侧面上的镀层均包括有多个镀层区域，相邻的两个镀层区域之间均留有留白区域，然后将镀膜后的绝缘支撑层分切，分切后的每个绝缘支撑层其两侧面上均包括有对应的一个镀层区域，分切后的每个绝缘支撑层其镀层区域的两侧位置均留有留白区域。
所述的步骤(2)中，涂布胶接采用的涂胶层厚度D1满足：0.1μm≤D1≤2μm。
所述的步骤(2)中，金属箔片与镀层的焊接方式为激光焊、超声焊、冷压焊、扩散焊或高频焊。
所述的镀层的两侧面均为斜面，镀层与绝缘支撑层连接的底面与斜面之间的角度为θ，θ满足：1°≤θ≤50°，金属箔片的纵向截面为梯形，金属箔片的斜面与镀层的斜面相互焊接。
所述的θ满足：5°≤θ≤30°。
所述的金属箔片通过电解减薄的方式降低金属箔片的厚度。
所述的绝缘支撑层其中一侧面上的镀层厚度D3、金属箔片的厚度D2、涂胶层厚度D1之间满足以下关系：0.8*D3≤D1+D2≤1.2*D3。
本发明的优点：
(1)、本发明制备得到的复合集流体无需通过焊接的方式引出极耳，绝缘支撑层直接与金属箔片通过涂布胶接的方式粘接，金属箔片延伸至绝缘支撑层外部的部分作为极耳，极耳部分相互焊接，实现两层镀层的电导通，降低了电池内阻，提升了生产优率；
(2)、本发明制得的复合集流体作为极耳的金属箔片和绝缘支撑层之间的胶接强度高于常规焊接强度，提升了极耳连接稳定性及和电池使用的稳定性；
(3)、本发明的金属箔片通过电解减薄的方式降低其厚度，使得其与镀层厚度接近，降低后续涂布工序制程难度，且复合集流体整体结构更加轻量化。
附图说明
图1是本发明绝缘支撑层镀膜后、分切前的平面结构示意图。
图2是本发明复合集流体的纵向剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种复合集流体的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、选用聚对苯二甲酸乙二醇酯作为绝缘支撑层，通过真空蒸镀的方式在绝缘支撑层的两侧面上镀一层厚度为1μm的金属铝镀层，每层金属铝镀层均包括有多个镀层区域01，相邻的两个镀层区域01之间均留有留白区域02(见图1)，然后将镀膜后的绝缘支撑层分切，分切后的每个绝缘支撑层其两侧面上均包括有对应的一个镀层区域01，分切后的每个绝缘支撑层其镀层区域01的两侧位置均留有留白区域02，即每个绝缘支撑层上的镀层区域01位于两侧的留白区域02之间；
(2)、见图2，电解减薄后且纵向截面为梯形的铝箔片11带有斜面的内端部通过涂布胶水的方式连接于绝缘支撑层12两侧面的留白区域上，涂胶层13厚度为0.1μm，铝箔片11的厚度为0.9μm，铝箔片11的外端部延伸至绝缘支撑层12的外部，铝箔片11的斜面与镀层14的斜面之间通过超声焊接方式实现稳定连接，镀层14的斜面与其底面之间角度θ为5°；
(3)、将铝箔片11的外端部作为极耳通过激光焊接的方式连接并实现电导通。
实施例2
一种复合集流体的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、选用聚对苯二甲酸乙二醇酯作为绝缘支撑层，通过真空蒸镀的方式在绝缘支撑层的两侧面上镀一层厚度为1.1μm的金属铝镀层，每层金属铝镀层均包括有多个镀层区域01，相邻的两个镀层区域01之间均留有留白区域02(见图1)，然后将镀膜后的绝缘支撑层分切，分切后的每个绝缘支撑层其两侧面上均包括有对应的一个镀层区域01，分切后的每个绝缘支撑层其镀层区域01的两侧位置均留有留白区域02，即每个绝缘支撑层上的镀层区域01位于两侧的留白区域02之间；
(2)、见图2，电解减薄后且纵向截面为梯形的铝箔片11带有斜面的内端部通过涂布胶水的方式连接于绝缘支撑层12两侧面的留白区域上，涂胶层13厚度为0.1μm，铝箔片11的厚度为1.0μm，铝箔片11的外端部延伸至绝缘支撑层12的外部，铝箔片11的斜面与镀层14的斜面之间通过超声焊接方式实现稳定连接，镀层14的斜面与其底面之间角度θ为8°；
(3)、将铝箔片11的外端部作为极耳通过激光焊接的方式连接并实现电导通。
实施例3
一种复合集流体的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、选用聚对苯二甲酸乙二醇酯作为绝缘支撑层，通过真空蒸镀的方式在绝缘支撑层的两侧面上镀一层厚度为1.2μm的金属铝镀层，每层金属铝镀层均包括有多个镀层区域01，相邻的两个镀层区域01之间均留有留白区域02(见图1)，然后将镀膜后的绝缘支撑层分切，分切后的每个绝缘支撑层其两侧面上均包括有对应的一个镀层区域01，分切后的每个绝缘支撑层其镀层区域01的两侧位置均留有留白区域02，即每个绝缘支撑层上的镀层区域01位于两侧的留白区域02之间；
(2)、见图2，电解减薄后且纵向截面为梯形的铝箔片11带有斜面的内端部通过涂布胶水的方式连接于绝缘支撑层12两侧面的留白区域上，涂胶层13厚度为0.3μm，铝箔片11的厚度为1.0μm，铝箔片11的外端部延伸至绝缘支撑层12的外部，铝箔片11的斜面与镀层14的斜面之间通过超声焊接方式实现稳定连接，镀层14的斜面与其底面之间角度θ为10°；
(3)、将铝箔片11的外端部作为极耳通过激光焊接的方式连接并实现电导通。
实施例4
一种复合集流体的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、选用聚丙烯作为绝缘支撑层，通过磁控溅射与真空蒸镀的方式在绝缘支撑层的两侧面上镀一层厚度为1.0μm的金属铜镀层，每层金属铜镀层均包括有多个镀层区域01，相邻的两个镀层区域01之间均留有留白区域02(见图1)，然后将镀膜后的绝缘支撑层分切，分切后的每个绝缘支撑层其两侧面上均包括有对应的一个镀层区域01，分切后的每个绝缘支撑层其镀层区域01的两侧位置均留有留白区域02，即每个绝缘支撑层上的镀层区域01位于两侧的留白区域02之间；
(2)、电解减薄后且纵向截面为梯形的铜箔片带有斜面的内端部通过涂布胶水的方式连接于绝缘支撑层两侧面的留白区域上，涂胶层厚度为0.1μm，铜箔片的厚度为1.0μm，铜箔片的外端部延伸至绝缘支撑层的外部，铜箔片的斜面与镀层的斜面之间通过超声焊接方式实现稳定连接，镀层的斜面与其底面之间角度θ为5°；
(3)、将铜箔片的外端部作为极耳通过激光焊接的方式连接并实现电导通。
实施例5
一种复合集流体的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、选用聚丙烯作为绝缘支撑层，通过磁控溅射与真空蒸镀的方式在绝缘支撑层的两侧面上镀一层厚度为1.2μm的金属铜镀层，每层金属铜镀层均包括有多个镀层区域01，相邻的两个镀层区域01之间均留有留白区域02(见图1)，然后将镀膜后的绝缘支撑层分切，分切后的每个绝缘支撑层其两侧面上均包括有对应的一个镀层区域01，分切后的每个绝缘支撑层其镀层区域01的两侧位置均留有留白区域02，即每个绝缘支撑层上的镀层区域01位于两侧的留白区域02之间；
(2)、电解减薄后且纵向截面为梯形的铜箔片带有斜面的内端部通过涂布胶水的方式连接于绝缘支撑层两侧面的留白区域上，涂胶层厚度为0.1μm，铜箔片的厚度为1.0μm，铜箔片的外端部延伸至绝缘支撑层的外部，铜箔片的斜面与镀层的斜面之间通过超声焊接方式实现稳定连接，镀层的斜面与其底面之间角度θ为5°；
(3)、将铜箔片的外端部作为极耳通过激光焊接的方式连接并实现电导通。
实施例6
一种复合集流体的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、选用聚丙烯作为绝缘支撑层，通过磁控溅射与真空蒸镀的方式在绝缘支撑层的两侧面上镀一层厚度为1.8μm的金属铜镀层，每层金属铜镀层均包括有多个镀层区域01，相邻的两个镀层区域01之间均留有留白区域02(见图1)，然后将镀膜后的绝缘支撑层分切，分切后的每个绝缘支撑层其两侧面上均包括有对应的一个镀层区域01，分切后的每个绝缘支撑层其镀层区域01的两侧位置均留有留白区域02，即每个绝缘支撑层上的镀层区域01位于两侧的留白区域02之间；
(2)、电解减薄后且纵向截面为梯形的铜箔片带有斜面的内端部通过涂布胶水的方式连接于绝缘支撑层两侧面的留白区域上，涂胶层厚度为1.0μm，铜箔片的厚度为1.0μm，铜箔片的外端部延伸至绝缘支撑层的外部，铜箔片的斜面与镀层的斜面之间通过超声焊接方式实现稳定连接，镀层的斜面与其底面之间角度θ为15°；
(3)、将铜箔片的外端部作为极耳通过激光焊接的方式连接并实现电导通。
对比例1
一种复合集流体的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、选用聚对苯二甲酸乙二醇酯作为绝缘支撑层，使用真空蒸镀的方式在绝缘支撑层的两侧面上镀一层厚度为1μm的金属铝镀层，金属铝镀层完全覆盖将绝缘支撑层的两侧面，然后将镀膜后的绝缘支撑层分切；
(2)、将厚度为12μm的铝箔片作为外接极耳，与金属铝镀层通过超声焊接的方式连接。
对比例2
一种复合集流体的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、选用聚丙烯作为绝缘支撑层，使用磁控溅射与真空蒸镀的方式在绝缘支撑层的两侧面上镀一层厚度为1μm的金属铜镀层，金属铜镀层完全覆盖将绝缘支撑层的两侧面，然后将镀膜后的绝缘支撑层分切；
(2)、将厚度为6μm的铜箔片作为外接极耳，与金属铜镀层通过超声焊接的方式连接。
对实施例1-6与对比例1-2制作的复合集流体的性能进行测试。极耳区内阻检测方法为：使用型号为Hioki-bt3562的内阻仪测试极耳区内阻，测试区域宽度为25mm，长度为5mm；极耳连接强度依照HB 5280-1996中的测试标准，测试极耳与基材的连接强度，并统计其制程优率，检测和统计数据见表1。
表1
将实施例1-3和对比例1对比、实施例4-6与对比例2对比可知，采用留白涂胶粘接的方式制成的复合集流体，其内阻明显降低，且优率提高，连接强度大大增强。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种复合集流体的制备方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：
(1)、首先通过镀膜的方式在绝缘支撑层的两侧面上形成镀层，且绝缘支撑层的两侧面上且位于镀层的两侧位置均留有留白区域，即镀层位于两侧的留白区域之间；
(2)、金属箔片的内端部通过涂布胶接的方式连接于绝缘支撑层两侧面的留白区域上，金属箔片的外端部延伸至绝缘支撑层的外部，金属箔片与镀层之间通过焊接方式实现稳定连接。
2.根据权利要求1所述的一种复合集流体的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，镀膜的方式为真空蒸镀、真空溅射和电解镀中的一种或几种混合方式。
3.根据权利要求1所述的一种复合集流体的制备方法，其特征在于：所述的绝缘支撑层是由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氯乙烯或聚苯乙烯制成的支撑层。
4.根据权利要求1所述的一种复合集流体的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，绝缘支撑层的任一侧面上的镀层均包括有多个镀层区域，相邻的两个镀层区域之间均留有留白区域，然后将镀膜后的绝缘支撑层分切，分切后的每个绝缘支撑层其两侧面上均包括有对应的一个镀层区域，分切后的每个绝缘支撑层其镀层区域的两侧位置均留有留白区域。
5.根据权利要求1所述的一种复合集流体的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，涂布胶接采用的涂胶层厚度D1满足：0.1μm≤D1≤2μm。
6.根据权利要求1所述的一种复合集流体的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，金属箔片与镀层的焊接方式为激光焊、超声焊、冷压焊、扩散焊或高频焊。
7.根据权利要求1所述的一种复合集流体的制备方法，其特征在于：所述的镀层的两侧面均为斜面，镀层与绝缘支撑层连接的底面与斜面之间的角度为θ，θ满足：1°≤θ≤50°，金属箔片的纵向截面为梯形，金属箔片的斜面与镀层的斜面相互焊接。
8.根据权利要求7所述的一种复合集流体的制备方法，其特征在于：所述的θ满足：5°≤θ≤30°。
9.根据权利要求1所述的一种复合集流体的制备方法，其特征在于：所述的金属箔片通过电解减薄的方式降低金属箔片的厚度。
10.根据权利要求5所述的一种复合集流体的制备方法，其特征在于：所述的绝缘支撑层其中一侧面上的镀层厚度D3、金属箔片的厚度D2、涂胶层厚度D1之间满足以下关系：0.8*D3≤D1+D2≤1.2*D3。
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