CN115911402A - 一种锂离子电池用负极集流体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂离子电池用负极集流体的制备方法，包括以下步骤：将聚合物薄膜在真空条件下进行等离子解吸附处理；对经S1处理后的聚合物薄膜进行离子源活化、溅射打底、溅射铜种子层；对经S2处理后的聚合物薄膜的铜种子层进行蒸镀加厚；对经S3处理后的聚合物薄膜进行粗糙化和防氧化处理。本发明中的技术方法能够有效提高复合负极集流体的生产效率，是现有技术的3倍。本发明中的复合集流体针孔数量明显减少，极大地提高了产品的质量。本发明中的复合集流体铜层与基膜之间的结合力较大，有效提高负极集流体的循环使用寿命。本发明中的复合集流体表面粗糙度在一定范围内可调且均匀，能够有效提高电池生产中负极材料与铜层的结合强度。

Description

一种锂离子电池用负极集流体及其制备方法

技术领域

本发明属集流体制造技术领域，特别是涉及一种锂离子电池用负极集流体及其制备方法。

背景技术

集流体，指汇集电流的结构或零件，在锂离子电池上主要指的是金属箔如铜箔、铝箔，泛指也可以包括极耳。其功用主要是将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出，因此集流体应与活性材料充分接触，并且内阻应尽可能小。

但是目前市面上的铜箔作为集流体并不完美，首先铜资源日趋紧张且我国铜储量较少，容易受到国际关系和贸易的影响，另外，目前的铜箔基本为双光铜箔，较低的粗糙度使负极活性材料涂覆层与铜箔之间的结合力较小，接触电阻相应较大，因此开发新型集流体成为一项提高锂离子电池性能的重要任务。

现如今真空镀膜技术的快速发展使绝缘基材表面金属化过程越来越成熟。因此在PET/PP等聚合物薄膜表面通过磁控溅射铜制备的复合集流体应运而生。复合集流体具有以下几个优点：首先复合集流体大大减少了铜的使用量；其次复合集流体重量大大减小，能够大幅降低电池组的总重，提高能量密度。但是复合集流体也存在一定缺陷，一方面超薄的铜层表面粗糙度进一步降低，因此进一步增大了铜箔与活性材料涂层之间的电阻，同时增大产热，降低电池寿命，另一方面，超薄的铜层极易出现针孔，制备表面粗糙但几何厚度仍然较低的复合铜箔难度更大。

目前的生产工艺使得复合铜箔的生产速率较低，一般小于10m/min，因此较大的投资成本和较低的产能限制了复合铜箔产业的发展。经过我们深入研究，采用真空溅射打底和真空蒸镀结合的方式能够较快速度下将复合铜箔的铜层加厚至无针孔级别，同时结合使用特定添加剂的粗糙化工艺，将有希望实现高生产效率的、无针孔超薄铜层的复合铜箔产业化技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池用负极集流体及其制备方法，提高复合负极集流体的生产效率，降低铜箔表面的针孔数量，提高铜箔表面与负极材料的结合力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种锂离子电池用负极集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、基膜解吸附：将聚合物薄膜在真空条件下进行等离子解吸附处理；

S2、真空溅射打底：对经S1处理后的聚合物薄膜进行离子源活化、溅射打底、溅射铜种子层；

S3、真空蒸镀加厚：对经S2处理后的聚合物薄膜的铜种子层进行蒸镀加厚；

S4、电镀粗糙化及防氧化：对经S3处理后的聚合物薄膜进行粗糙化和防氧化处理。

进一步地，所述S1中的聚合物薄膜为由聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈等组分中的一种或几种形成的薄膜，厚度范围为3.0～6.0μm。

进一步地，所述S1中，通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊及导向辊的卷绕系统将所述聚合物薄膜在真空的等离子处理仓转运，所述等离子体处理仓内设有红外烘烤区及等离子体处理区，所述等离子体处理区所通气体为氧气、氩气、氮气及其混合气中的一种，流量为80～500sccm，真空度为0.4～200Pa，所述红外烘烤区内设有功率为1200～8000W的红外烘烤模块。

进一步地，所述S2中通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊、导向辊及冷却辊的卷绕系统将所述经S1处理后的聚合物薄膜在真空溅射打底仓内转运，所述真空溅射打底仓中设有至少两根冷却辊，转运时依次经过环绕于所述冷却辊外周的离子源活化区、磁控溅射打底层金属区及溅射铜种子层区，分别对聚合物薄膜的双面进行真空溅射打底，所述离子源活化区为利用霍尔离子源、阳极层离子源、考夫曼离子源或ICP离子源中的一种对所述聚合物薄膜进行活化处理，所通气体为氧气、氩气、氮气及其混合气中的一种；所述磁控溅射打底层金属区中溅射的打底层金属为Cr、Ni、Ti或它们的氧化物、氮化物及合金，形成的打底层金属厚度为4～15nm；所述铜种子层区中通过溅射后形成的铜种子层厚度为5～30nm。

进一步地，所述S3中通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊、导向辊及冷却辊的卷绕系统将所述经S2处理后的聚合物薄膜在真空蒸镀加厚设备中转运，所述真空蒸镀加厚设备内设有至少两根冷却辊，所述冷却辊外周环绕设有若干蒸镀铜源，分别对聚合物薄膜的双面进行真空蒸镀加厚，所述冷却辊的温度设定为-25～5℃，形成的蒸镀铜层厚度为50～1000nm。

进一步地，所述S4中通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊、过渡辊的卷绕系统将所述经S3处理后的聚合物薄膜在电镀加厚线中转运，所述电镀加厚线包括依次布置的粗化槽、固化槽、水洗槽、防氧化槽。

进一步地，通过所述张力辊将卷绕系统的张力设置为10±5kg。

进一步地，所述粗化槽内的粗化液组分包括浓度为5～25g/L的Cu²⁺、浓度为90～130g/L的硫酸、10～25ppm的硫脲及20～40ppm的羟乙基纤维素，电流密度设定为13～16A/dm²，阴极与阳极极距为55mm；所述固化槽内固化液组分包括55～70g/L的Cu²⁺、浓度为80～100g/L的硫酸、浓度为10～25ppm的硫脲，电流密度设定为15～21A/dm²；所述防氧化槽内的电镀液为碱性含铬镀液，pH为10.5，铬含量为14～21g/L，电流密度为1～1.5A/dm²。

本发明还提供了一种使用如上任意一种所述的锂离子电池用负极集流体的制备方法制备而成锂离子电池用负极集流体，依次包括聚合物膜层、打底层、真空加厚层、表面粗化层及防氧化层，所述表面粗化层的表面铜瘤高度为0.8±0.4μm。

有益效果

本发明具有以下有益效果：

1.传统复合铜箔溅射打底后直接电镀加厚的工艺方案生产出的复合铜箔表面针孔较多且不带铜瘤，导致粗糙度过低，影响电池制造良率。本发明通过引入溅射打底工艺及蒸发镀铜工艺，可以生产出带有密集且均匀分布铜瘤的复合铜箔，粗糙度更高，有效提升下游使用良率，且使复合铜箔的产能达到现有技术的3倍。

2.本发明利用蒸发镀铜进行铜层加厚，其铜层致密性比传统电解法加厚有较大提升，复合集流体针孔数量明显减少，极大地提高了产品的质量。

3.本发明中的溅射打底层工序使铜层与基膜之间的结合力较大，有效提高负极集流体的循环使用寿命。

4.本发明中的复合集流体表面粗糙度在一定范围内可调且均匀，能够有效提高电池生产中负极材料与铜层的结合强度。

附图说明

图1为一种锂离子电池用负极集流体及其制备方法流程示意图。

图2为一种锂离子电池用负极集流体的制备方法中等离子体仓的结构示意图。

图3为一种锂离子电池用负极集流体的制备方法中真空溅射打底仓的结构示意图。

图4为一种锂离子电池用负极集流体的制备方法中真空蒸镀加厚设备的结构示意图。

图5为一种锂离子电池用负极集流体的制备方法中电镀加厚线的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本发明提供了一种锂离子电池用负极集流体的制备方法，包括以下步骤：

S1、基膜解吸附：将聚合物薄膜在真空条件下进行等离子解吸附处理；

S2、真空溅射打底：对经S1处理后的聚合物薄膜进行离子源活化、溅射打底、溅射铜种子层；

S3、真空蒸镀加厚：对经S2处理后的聚合物薄膜的铜种子层进行蒸镀加厚；

S4、电镀粗糙化及防氧化：对经S3处理后的聚合物薄膜进行粗糙化和防氧化处理。

其中，所述S1中的聚合物薄膜为由聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈等组分中的一种或几种形成的薄膜，厚度范围为3.0～6.0μm。

如图2所示，所述S1中，通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊及导向辊的卷绕系统将所述聚合物薄膜在真空的等离子处理仓转运，所述等离子体处理仓内设有红外烘烤区及等离子体处理区，所述等离子体处理区所通气体为氧气、氩气、氮气及其混合气中的一种，流量为80～500sccm，真空度为0.4～200Pa，所述红外烘烤区内设有功率为1200～8000W的红外烘烤模块。

如图3所示，所述S2中通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊、导向辊及冷却辊的卷绕系统将所述经S1处理后的聚合物薄膜在真空溅射打底仓内转运，所述真空溅射打底仓中设有至少两根冷却辊，转运时依次经过环绕于所述冷却辊外周的离子源活化区、磁控溅射打底层金属区及溅射铜种子层区，分别对聚合物薄膜的双面进行真空溅射打底，所述离子源活化区为利用霍尔离子源、阳极层离子源、考夫曼离子源或ICP离子源中的一种对所述聚合物薄膜进行活化处理，所通气体为氧气、氩气、氮气及其混合气中的一种；所述磁控溅射打底层金属区中溅射的打底层金属为Cr、Ni、Ti或它们的氧化物、氮化物及合金，形成的打底层金属厚度为4～15nm；所述铜种子层区中通过溅射后形成的铜种子层厚度为5～30nm。

如图4所示，所述S3中通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊、导向辊及冷却辊的卷绕系统将所述经S2处理后的聚合物薄膜在真空蒸镀加厚设备中转运，所述真空蒸镀加厚设备内设有至少两根冷却辊，所述冷却辊外周环绕设有若干蒸镀铜源，分别对聚合物薄膜的双面进行真空蒸镀加厚，所述冷却辊的温度设定为-25～5℃，形成的蒸镀铜层厚度为50～1000nm。

如图5所示，所述S4中通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊、过渡辊的卷绕系统将所述经S3处理后的聚合物薄膜在电镀加厚线中转运，所述电镀加厚线包括依次布置的粗化槽、固化槽、水洗槽、防氧化槽。

所述粗化槽内的粗化液组分包括浓度为5～25g/L的Cu²⁺、浓度为90～130g/L的硫酸、10～25ppm的硫脲及20～40ppm的羟乙基纤维素，电流密度设定为13～16A/dm²，阴极与阳极极距为55mm；所述固化槽内固化液组分包括55～70g/L的Cu²⁺、浓度为80～100g/L的硫酸、浓度为10～25ppm的硫脲，电流密度设定为15～21A/dm²；所述防氧化槽内的电镀液为碱性含铬镀液，pH为10.5，铬含量为14～21g/L，电流密度为1～1.5A/dm²。

在具体实施例中，通过所述张力辊将卷绕系统的张力设置为10±5kg。

以下阐述本发明的具体实施例及对照例。

实施例1

将宽幅为1380mm，厚度为4.5μm的整卷PET薄膜固定于等离子体仓放卷辊1上，通过导向辊、红外烘烤区、等离子体处理区后，固定于收卷辊1，张力为8.5kg，等离子体处理区所通气体为氧气，流量为300sccm，真空度为15Pa，红外烘烤模块功率为3000W，薄膜在等离子体仓内转运速度为30m/min。

将经过解吸附处理的PET薄膜转置到放卷辊2，依次通过张力辊、离子源活化区、溅射打底层金属区、溅射铜种子层区，然后收卷于收卷辊2，张力为8.5kg，转运速度为30m/min。其中离子源活化为条形阳极层离子源，所用气体为氧气，打底层金属为Cr，厚度为5nm；铜种子层的厚度为8nm。冷却辊设置温度为-25℃。

将经过真空溅射打底的聚合物薄膜转置于放卷辊3，依次通过张力辊、导向辊和冷却辊，然后收卷于收卷辊3，张力为8.5kg，转运速度为50m/min。其中冷却辊温度为-25℃，冷却辊周边有多个蒸镀铜源，分别对薄膜的两面进行蒸镀加厚，转运次数为两次(镀两遍)，蒸镀铜层厚度为500nm。

将完成蒸镀加厚的PET薄膜转置于电镀加厚线的放卷辊4上，先后经过粗化槽、固化槽和防氧化槽，然后收卷于收卷辊4。其中薄膜转运速度为30m/min，张力为10.5kg。粗化液组分包括Cu²⁺为9g/L、硫酸浓度为110g/L、硫酸铈浓度为15ppm、羟乙基纤维素30ppm，电流密度为13A/dm²，阴极与阳极极距为55mm。固化液组分包括Cu²⁺为64g/L、硫酸浓度为90g/L、硫脲浓度15ppm，电流密度为15A/dm²，阴极与阳极极距为55mm。防氧化处理的电镀液为碱性含铬镀液，pH为10.5，铬含量为17g/L，电流密度为1.2A/dm2。

实施例2

将宽幅为1380mm，厚度为3.0μm的整卷PP薄膜固定于等离子体仓放卷辊1上，通过导向辊、红外烘烤区、等离子体处理区后，固定于收卷辊1，张力为6kg，等离子体处理区所通气体为氧气，流量为300sccm，真空度为15Pa，红外烘烤模块功率为3000W，薄膜在等离子体仓内转运速度为22.5m/min。

将经过解吸附处理的PP薄膜转置到放卷辊2，依次通过张力辊、离子源活化区、溅射打底层金属区、溅射铜种子层区，然后收卷于收卷辊2，张力为6kg，转运速度为22.5m/min。其中离子源活化为条形阳极层离子源，所用气体为氧气，打底层金属为Cr，厚度为6nm；铜种子层的厚度为10nm。冷却辊设置温度为-25℃。

将经过真空溅射打底的PP薄膜转置于放卷辊3，依次通过张力辊、导向辊和冷却辊，然后收卷于收卷辊3，张力为6kg，转运速度为50m/min。其中冷却辊温度为-25℃，冷却辊周边有多个蒸镀铜源，分别对薄膜的两面进行蒸镀加厚，转运次数可以为两次(镀两遍)，蒸镀铜层厚度为500nm。

将完成蒸镀加厚的PP薄膜转置于电镀加厚线的放卷辊4上，先后经过粗化槽、固化槽和防氧化槽，然后收卷于收卷辊4。其中薄膜转运速度为22.5m/min，张力为7.5kg。粗化液组分包括Cu²⁺为9g/L、硫酸浓度为110g/L、硫酸铈浓度为15ppm、羟乙基纤维素30ppm，电流密度为13A/dm²，阴极与阳极极距为55mm。固化液组分包括Cu²⁺为64g/L、硫酸浓度为90g/L、硫脲浓度15ppm，电流密度为15A/dm²，阴极与阳极极距为55mm。防氧化处理的电镀液为碱性含铬镀液，pH为10.5，铬含量为17g/L，电流密度为1.2A/dm²。

对照例1

将宽幅为1380mm，厚度为4.5μm的整卷PET薄膜固定于放卷辊2，依次通过张力辊、离子源活化区、溅射打底层金属区、溅射铜种子层区，然后收卷于收卷辊2，张力为8.5kg，转运速度为30m/min。其中离子源活化为条形阳极层离子源，所用气体为氧气，打底层金属为Cr，厚度为5nm；铜种子层的厚度为8nm。冷却辊设置温度为-25℃。将经过真空溅射打底的聚合物薄膜转置于放卷辊3，依次通过张力辊、导向辊和冷却辊，然后收卷于收卷辊3，张力为8.5kg，转运速度为50m/min。其中冷却辊温度为-25℃，冷却辊周边有多个蒸镀铜源，分别对薄膜的两面进行蒸镀加厚，转运次数可以为两次(镀两遍)，蒸镀铜层厚度为500nm。

将完成蒸镀加厚的PET薄膜转置于电镀加厚线的放卷辊4上，先后经过粗化槽、固化槽和防氧化槽，然后收卷于收卷辊4。其中薄膜转运速度为30m/min，张力为10.5kg。粗化液组分包括Cu²⁺为9g/L、硫酸浓度为110g/L、硫酸铈浓度为15ppm、羟乙基纤维素30ppm，电流密度为13A/dm²，阴极与阳极极距为55mm。固化液组分包括Cu²⁺为64g/L、硫酸浓度为90g/L、硫脲浓度15ppm，电流密度为15A/dm²，阴极与阳极极距为55mm。防氧化处理的电镀液为碱性含铬镀液，pH为10.5，铬含量为17g/L，电流密度为1.2A/dm²。

对照例2

将宽幅为1380mm，厚度为4.5μm的整卷PET薄膜固定于等离子体仓放卷辊1上，通过导向辊、红外烘烤区、等离子体处理区后，固定于收卷辊1，张力为8.5kg，等离子体处理区所通气体为氧气，流量为300sccm，真空度为15Pa，红外烘烤模块功率为3000W，薄膜在等离子体仓内转运速度为30m/min。

将经过解吸附处理的PET薄膜转置到放卷辊3，依次通过张力辊、导向辊和冷却辊，然后收卷于收卷辊3，张力为8.5kg，转运速度为50m/min。其中冷却辊温度为-25℃，冷却辊周边有多个蒸镀铜源，分别对薄膜的两面进行蒸镀加厚，转运次数可以为两次(镀两遍)，蒸镀铜层厚度为500nm。

将完成蒸镀加厚的PET薄膜转置于电镀加厚线的放卷辊4上，先后经过粗化槽、固化槽和防氧化槽，然后收卷于收卷辊4。其中薄膜转运速度为30m/min，张力为10.5kg。粗化液组分包括Cu²⁺为9g/L、硫酸浓度为110g/L、硫酸铈浓度为15ppm、羟乙基纤维素30ppm，电流密度为13A/dm²阴极与阳极极距为55mm。固化液组分包括Cu²⁺为64g/L、硫酸浓度为90g/L、硫脲浓度15ppm，电流密度为15A/dm²，阴极与阳极极距为55mm。防氧化处理的电镀液为碱性含铬镀液，pH为10.5，铬含量为17g/L，电流密度为1.2A/dm²。

对照例3

将宽幅为1380mm，厚度为4.5μm的整卷PET薄膜固定于等离子体仓放卷辊1上，通过导向辊、红外烘烤区、等离子体处理区后，固定于收卷辊1，张力为8.5kg，等离子体处理区所通气体为氧气，流量为300sccm，真空度为15Pa，红外烘烤模块功率为3000W，薄膜在等离子体仓内转运速度为30m/min。

将经过解吸附处理的PET薄膜转置到放卷辊2，依次通过张力辊、离子源活化区、溅射打底层金属区、溅射铜种子层区，然后收卷于收卷辊2，张力为8.5kg，转运速度为15m/min。其中离子源活化为条形阳极层离子源，所用气体为氧气，打底层金属为Cr，厚度为10nm；铜种子层的厚度为16nm。冷却辊设置温度为-25℃。

将经过真空溅射打底的聚合物薄膜转置于电镀加厚线的放卷辊4上，先后经过粗化槽、固化槽和防氧化槽，然后收卷于收卷辊4。其中薄膜转运速度为30m/min，张力为10.5kg。粗化液组分包括Cu²⁺为9g/L、硫酸浓度为110g/L、硫酸铈浓度为15ppm、羟乙基纤维素30ppm，电流密度为13A/dm²，阴极与阳极极距为55mm。固化液组分包括Cu²⁺为64g/L、硫酸浓度为90g/L、硫脲浓度15ppm，电流密度为15A/dm²，阴极与阳极极距为55mm。防氧化处理的电镀液为碱性含铬镀液，pH为10.5，铬含量为17g/L，电流密度为1.2A/dm²。

对照例4

将宽幅为1380mm，厚度为4.5μm的整卷PET薄膜固定于等离子体仓放卷辊1上，通过导向辊、红外烘烤区、等离子体处理区后，固定于收卷辊1，张力为8.5kg，等离子体处理区所通气体为氧气，流量为300sccm，真空度为15Pa，红外烘烤模块功率为3000W，薄膜在等离子体仓内转运速度为30m/min。

将经过解吸附处理的PET薄膜转置到放卷辊2，依次通过张力辊、离子源活化区、溅射打底层金属区、溅射铜种子层区，然后收卷于收卷辊2，张力为8.5kg，转运速度为30m/min。其中离子源活化为条形阳极层离子源，所用气体为氧气，打底层金属为Cr，厚度为5nm；铜种子层的厚度为8nm。冷却辊设置温度为-25℃。

将经过真空溅射打底的聚合物薄膜转置于放卷辊3，依次通过张力辊、导向辊和冷却辊，然后收卷于收卷辊3，张力为8.5kg，转运速度为50m/min。其中冷却辊温度为-25℃，冷却辊周边有多个蒸镀铜源，分别对薄膜的两面进行蒸镀加厚，转运次数可以为两次(镀两遍)，蒸镀铜层厚度为500nm。

将完成蒸镀加厚的PET薄膜转置于电镀加厚线的放卷辊4上，先后经过固化槽和防氧化槽，然后收卷于收卷辊4。其中薄膜转运速度为30m/min，张力为10.5kg。固化液组分包括Cu²⁺为64g/L、硫酸浓度为90g/L、硫脲浓度15ppm，电流密度为28A/dm²，阴极与阳极极距为55mm。防氧化处理的电镀液为碱性含铬镀液，pH为10.5，铬含量为17g/L，电流密度为1.2A/dm²。

测试结果如下：

1.针孔数量

测试方法：在100米长的产品中随机取面积超过1dm²的样品20片，将蓝色墨水稀释液涂覆在样品表面，干燥后查看反面蓝色渗透点，取平均值即为通孔的数量；在100米长的产品中随机取面积超过1dm²的样品20片，将样品置于金相显微镜下，打开底部光源，在目镜端观察透光点数目，取平均值即为铜层针孔的数量。

2.铜层与膜层结合力

样品名称	结合力
		实施例1	1.57N/cm
实施例2	1.65N/cm
		对照例1	0.9N/cm
对照例2	0.4N/cm
		对照例3	1.15N/cm
对照例4	1.56N/cm

测试方法：利用环氧树脂将样品双面均粘在12μm厚的聚酰亚胺薄膜上，60℃加热24h固化。将处理后的样品裁成长度10cm的条状，从条状样品的一端铜与基膜界面剥开一段，用拉力机测试剥离结合力，所得拉力值除以样品宽度即为铜层与基膜层之间结合力。

3.表面粗糙度

综上：本发明提供了一种锂离子电池用负极集流体及其制备方法，利用等离子体处理技术活化基膜表面，利用溅射技术实现了基膜与金属铜层的强结合力，利用蒸镀技术提高了铜层加工的生产速率，同时减少了铜层的针孔，采用特定添加剂控制的粗糙化技术，实现了铜层表面粗糙化，有利于锂离子电池制造过程中的负极材料与集流体的结合。

Claims (9)

1.一种锂离子电池用负极集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、基膜解吸附：将聚合物薄膜在真空条件下进行等离子解吸附处理；

S2、真空溅射打底：对经S1处理后的聚合物薄膜进行离子源活化、溅射打底、溅射铜种子层；

S3、真空蒸镀加厚：对经S2处理后的聚合物薄膜的铜种子层进行蒸镀加厚；

S4、电镀粗糙化及防氧化：对经S3处理后的聚合物薄膜进行粗糙化和防氧化处理。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用负极集流体的制备方法，其特征在于，所述

S1中的聚合物薄膜为由聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈等组分中的一种或几种形成的薄膜，厚度范围为3.0～6.0μm。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用负极集流体的制备方法，其特征在于，所述

S1中，通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊及导向辊的卷绕系统将所述聚合物薄膜在真空的等离子处理仓转运，所述等离子体处理仓内设有红外烘烤区及等离子体处理区，所述等离子体处理区所通气体为氧气、氩气、氮气及其混合气中的一种，流量为80～500sccm，真空度为0.4～200Pa，所述红外烘烤区内设有功率为1200～8000W的红外烘烤模块。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用负极集流体的制备方法，其特征在于，所述S2中通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊、导向辊及冷却辊的卷绕系统将所述经S1处理后的聚合物薄膜在真空溅射打底仓内转运，所述真空溅射打底仓中设有至少两根冷却辊，转运时依次经过环绕于所述冷却辊外周的离子源活化区、磁控溅射打底层金属区及溅射铜种子层区，分别对聚合物薄膜的双面进行真空溅射打底，

所述离子源活化区为利用霍尔离子源、阳极层离子源、考夫曼离子源或ICP离子源中的一种对所述聚合物薄膜进行活化处理，所通气体为氧气、氩气、氮气及其混合气中的一种；

所述磁控溅射打底层金属区中溅射的打底层金属为Cr、Ni、Ti或它们的氧化物、氮化物及合金，形成的打底层金属厚度为4～15nm；

所述铜种子层区中通过溅射后形成的铜种子层厚度为5～30nm。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用负极集流体的制备方法，其特征在于，所述S3中通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊、导向辊及冷却辊的卷绕系统将所述经S2处理后的聚合物薄膜在真空蒸镀加厚设备中转运，所述真空蒸镀加厚设备内设有至少两根冷却辊，所述冷却辊外周环绕设有若干蒸镀铜源，分别对聚合物薄膜的双面进行真空蒸镀加厚，所述冷却辊的温度设定为-25～5℃，形成的蒸镀铜层厚度为50～1000nm。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用负极集流体的制备方法，其特征在于，所述S4中通过包括放卷辊、收卷辊、张力辊、过渡辊的卷绕系统将所述经S3处理后的聚合物薄膜在电镀加厚线中转运，所述电镀加厚线包括依次布置的粗化槽、固化槽、水洗槽、防氧化槽。

7.根据权利要求3～6中任意一种所述锂离子电池用负极集流体的制备方法，其特征在于，通过所述张力辊将卷绕系统的张力设置为10±5kg。

8.根据权利要求6所述的一种锂离子电池用负极集流体的制备方法，其特征在于，所述粗化槽内的粗化液组分包括浓度为5～25g/L的Cu²⁺、浓度为90～130g/L的硫酸、10～25ppm的硫脲及20～40ppm的羟乙基纤维素，电流密度设定为13～16A/dm²，阴极与阳极极距为55mm；所述固化槽内固化液组分包括55～70g/L的Cu²⁺、浓度为80～100g/L的硫酸、浓度为10～25ppm的硫脲，电流密度设定为15～21A/dm²；所述防氧化槽内的电镀液为碱性含铬镀液，pH为10.5，铬含量为14～21g/L，电流密度为1～1.5A/dm²。

9.一种锂离子电池用负极集流体，其特征在于，使用如权利要求1～8中任意一种所述的锂离子电池用负极集流体的制备方法制备而成，依次包括聚合物膜层、打底层、真空加厚层、表面粗化层及防氧化层，所述表面粗化层的表面铜瘤高度为0.8±0.4μm。

Images