CN116657209B - 高分子纤维基材复合金属膜、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分子纤维基材复合金属膜、制备方法及应用,该制备方法包括:步骤一:提供一滚筒式电镀设备;步骤二:将基材与滚筒式电镀设备上的滚筒贴合,并浸没入电镀液中;步骤三:进行电镀处理,使金属从基材的孔隙内向外电镀生长,从而形成金属层;步骤四:将基材连同金属层从滚筒上剥离。本发明通过从基材的孔隙内向外延伸,从而形成金属层,金属层与孔隙内的金属一体成型,从而使得金属层与基材牢固的结合在一起,无需额外在基材表面设置粘接层或导电层,提高了生产效率,简化了产品结构,降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于高分子纤维基材复合金属膜技术领域,具体涉及一种高分子纤维基材复合金属膜、制备方法及应用。
背景技术
专利CN115036514A公开了一种复合集流体的制备方法及复合集流体,复合集流体的制备方法包括以下步骤:将金属镍进行电离,以生成镍离子;在磁场作用下,镍离子高速轰击薄膜基材层相背设置的两个表面,以在薄膜基材层相背设置的两个表面形成金属镍层。本发明通过使镍离子高速轰击薄膜基材层表面,使镍离子能够与薄膜基材层表面的负电荷的极性基团进行结合以生成化学键;通过在金属镀层与薄膜基材层之间设置金属镍层,能够提高金属镀层与薄膜基材层的结合力及剥离力,使得金属镀层与薄膜基材层不易发生脱落,从而保证电池的电性能及安全性,且能够解决在分切的过程中容易发生分层,造成产品不良及在制片的过程中发生掉料现象,造成严重的产品缺陷的问题。
就是说,由于薄膜基材本身不具备导电性,表面无法直接电镀出金属,需要先溅射一层金属镍层,来增加结合力,同时便于电镀后续的金属层。然而,这种额外设置粘接层或导电层的方式费时费力,增加了加工成本。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此,本发明提出一种高分子纤维基材复合金属膜、制备方法及应用,该高分子纤维基材复合金属膜具有加工成本低,无需设置粘接层或导电层即可使金属层与基材完成复合连接的优点。
根据本发明实施例的高分子纤维基材复合金属膜的制备方法,包括:步骤一:提供一滚筒式电镀设备;步骤二:将基材与滚筒式电镀设备上的滚筒贴合,并浸没入电镀液中;步骤三:进行电镀处理,使金属从基材的孔隙内向外电镀生长,从而形成金属层;步骤四:将基材连同金属层从滚筒上剥离。
根据本发明一个实施例,所述滚筒式电镀设备包括:滚筒,所述滚筒的一部分浸没在电镀液中,所述滚筒接入电源的负极;阳极板组件,所述阳极板组件设于电镀液中,所述阳极板组件与所述滚筒的外表面相对设置,所述阳极板组件接入电源的正极。
根据本发明一个实施例,所述滚筒的中心设置有旋转电极,所述滚筒通过所述旋转电极与电源的负极相连。
根据本发明一个实施例,所述滚筒的一侧设置有入料辊,所述滚筒的另一侧设置有出料辊。
根据本发明一个实施例,所述阳极板组件包括多个间隔设置的阳极板,每个阳极板与所述滚筒表面的距离相等。
根据本发明一个实施例,基材的一面与滚筒表面贴合,滚筒表面与基材上的孔隙相对应的部分暴露在电镀液中,从而使金属在孔隙内向外电镀生长,从不同的孔隙内向外电镀生长的金属相连成片并覆盖基材,从而形成金属层。
根据本发明实施例的高分子纤维基材复合金属膜,包括:基材,所述基材为纤维基材,所述基材内具有若干孔隙;金属层,金属从所述孔隙内向所述基材的表面延伸形成所述金属层,以使所述金属层附着在所述基材的表面。
根据本发明一个实施例,所述孔隙内的金属和所述金属层通过电镀形成为整体。
根据本发明一个实施例,从不同的孔隙内向外电镀生长的金属相连成片并覆盖基材,从而形成金属层。
根据本发明一个实施例,将高分子纤维基材复合金属膜应用于电池的集流体。
本发明的有益效果是,本发明通过从基材的孔隙内向外延伸,从而形成金属层,金属层与孔隙内的金属一体成型,从而使得金属层与基材牢固的结合在一起,无需额外在基材表面设置粘接层或导电层,提高了生产效率,简化了产品结构,降低了生产成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明的高分子纤维基材复合金属膜的结构示意图;
图2是根据本发明的高分子纤维基材复合金属膜中基材的示意图;
图3是根据本发明的滚筒式电镀设备的示意图;
图4是根据本发明的微多孔基材复合金属膜电镀过程示意图;
附图标记:
基材1、金属层2、滚筒3、阳极板组件4、入料辊5、出料辊6、旋转电极7。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考附图具体描述根据本发明实施例的高分子纤维基材复合金属膜、制备方法及应用。
如图1-图4所示,根据本发明实施例的高分子纤维基材复合金属膜,包括:基材1和金属层2,基材1为纤维基材,基材1内具有若干孔隙;金属从孔隙内向基材1的表面延伸形成金属层2,以使金属层2附着在基材1的表面。
换言之,本发明的高分子纤维基材复合金属膜中基材1与金属层2之间不具备其它增加导电性或增加结合力的金属,如图2所示,本发明的基材1通常为熔喷纤维微孔膜、单层微孔拉伸膜,孔径通常在0.1-100微米,厚度在1-50微米,孔隙率在5-70%;本发明的金属层2通常为铜,铜的导电性和电镀效果好。
进一步地,孔隙内的金属和金属层2通过电镀形成为整体。
更进一步地,从不同的孔隙内向外电镀生长的金属相连成片并覆盖基材1,从而形成金属层2。
由此,本发明通过从基材1的孔隙内向外延伸,从而形成金属层2,金属层2与孔隙内的金属一体成型,从而使得金属层2与基材1牢固的结合在一起,无需额外在基材1表面设置粘接层或导电层,提高了生产效率,简化了产品结构,降低了生产成本,并且金属层2与孔隙内的金属一次电镀形成,结合强度高,金属层2不易剥离。
如图3和图4所示,本发明还公开了一种高分子纤维基材复合金属膜的制备方法,包括:步骤一:提供一滚筒式电镀设备;步骤二:将基材1与滚筒式电镀设备上的滚筒3贴合,并浸没入电镀液中;步骤三:进行电镀处理,使金属从基材1的孔隙内向外电镀生长,从而形成金属层2;步骤四:将基材1连同金属层2从滚筒3上剥离。
其中,滚筒式电镀设备包括:滚筒3和阳极板组件4,滚筒3的一部分浸没在电镀液中,滚筒3接入电源的负极;阳极板组件4设于电镀液中,阳极板组件4与滚筒3的外表面相对设置,阳极板组件4接入电源的正极。
基材1本身不导电,并且基材1为薄膜状,即使预先溅射一层金属用于导电,由于基材1通电后表面电流、电压不均,也使得电镀效果差;而本发明中,由于滚筒3为圆柱体,圆柱体在通电后表面电流、电压均匀,使得电镀效果好。
进一步地,滚筒3的中心设置有旋转电极7,滚筒3通过旋转电极7与电源的负极相连。旋转电极7用于保证滚筒3在旋转的同时与电源负极保持连接。
更进一步地,滚筒3的一侧设置有入料辊5,滚筒3的另一侧设置有出料辊6。入料辊5用于将基材1与滚筒3贴合后导入电镀液中,出料辊6用于将基材1导出电镀液后与滚筒3分离。
根据本发明一个实施例,阳极板组件4包括多个间隔设置的阳极板,每个阳极板与滚筒3表面的距离相等。阳极板具有弧度,使得阳极板朝向滚筒3的一侧到滚筒3表面的直线距离相等。
在此基础上,基材1的一面与滚筒3表面贴合,滚筒3表面与基材1上的孔隙相对应的部分暴露在电镀液中,从而使金属在孔隙内向外电镀生长,从不同的孔隙内向外电镀生长的金属相连成片并覆盖基材1,从而形成金属层2。由于滚筒3表面与基材1上孔隙对应的部分暴露在电镀液中,使得电镀时,金属会优先在滚筒3表面暴露在电镀液中的部分生长,也就是在孔隙内先生长,直至从孔隙内生长出的金属连成片。
本发明还公开了一种根据上述的高分子纤维基材复合金属膜的应用,将高分子纤维基材复合金属膜应用于电池的集流体。
本发明的高分子纤维基材复合金属膜制作成本低,金属层2与基材1之间结合强度高,适用于电池集流体,相较于纯金属制成的集流体而言,在集流体厚度不变的情况下,减轻了重量,在弯折或拉伸后复合在薄膜上的金属容易剥离或开裂,而本发明在弯折或拉伸后,孔隙内的金属仍然卡在孔隙内,不易剥离,连接强度更高,使用寿命更长。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨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,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种高分子纤维基材复合金属膜的制备方法,其特征在于,包括:
步骤一:提供一滚筒式电镀设备;
步骤二:将基材(1)与滚筒式电镀设备上的滚筒(3)贴合,并浸没入电镀液中;
步骤三:进行电镀处理,使金属从基材(1)的孔隙内向外电镀生长,从而形成金属层(2);
步骤四:将基材(1)连同金属层(2)从滚筒(3)上剥离;
基材(1)的一面与滚筒(3)表面贴合,滚筒(3)表面与基材(1)上的孔隙相对应的部分暴露在电镀液中,从而使金属在孔隙内向外电镀生长,从不同的孔隙内向外电镀生长的金属相连成片并覆盖基材(1),从而形成金属层(2)。
2.根据权利要求1所述的高分子纤维基材复合金属膜的制备方法,其特征在于,所述滚筒式电镀设备包括:
滚筒(3),所述滚筒(3)的一部分浸没在电镀液中,所述滚筒(3)接入电源的负极;
阳极板组件(4),所述阳极板组件(4)设于电镀液中,所述阳极板组件(4)与所述滚筒(3)的外表面相对设置,所述阳极板组件(4)接入电源的正极。
3.根据权利要求2所述的高分子纤维基材复合金属膜的制备方法,其特征在于,所述滚筒(3)的中心设置有旋转电极(7),所述滚筒(3)通过所述旋转电极(7)与电源的负极相连。
4.根据权利要求2所述的高分子纤维基材复合金属膜的制备方法,其特征在于,所述滚筒(3)的一侧设置有入料辊(5),所述滚筒(3)的另一侧设置有出料辊(6)。
5.根据权利要求2所述的高分子纤维基材复合金属膜的制备方法,其特征在于,所述阳极板组件(4)包括多个间隔设置的阳极板,每个阳极板与所述滚筒(3)表面的距离相等。
6.一种高分子纤维基材复合金属膜,采用如权利要求1-5任一所述的高分子纤维基材复合金属膜的制备方法制备而成,其特征在于,包括:
基材(1),所述基材(1)为纤维基材,所述基材(1)内具有若干孔隙;
金属层(2),金属从所述孔隙内向所述基材(1)的表面延伸形成所述金属层(2),以使所述金属层(2)附着在所述基材(1)的表面。
7.根据权利要求6所述的高分子纤维基材复合金属膜,其特征在于,所述孔隙内的金属和所述金属层(2)通过电镀形成为整体。
8.根据权利要求7所述的高分子纤维基材复合金属膜,其特征在于,从不同的孔隙内向外电镀生长的金属相连成片并覆盖基材(1),从而形成金属层(2)。
9.一种根据权利要求6所述的高分子纤维基材复合金属膜的应用,其特征在于,将高分子纤维基材复合金属膜应用于电池的集流体。
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