CN116665953A - 具有表面结构的导电碳膜及其与金属导电连接方式 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有表面结构的导电碳膜及其与金属导电连接方式。具有表面结构的导电碳膜具体为导电碳膜至少一个表面具有微米级纹理结构，所述纹理结构为规则纹理。一种具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接的方式，具体为采用导电胶粘结方式粘结导电碳膜和金属，导电胶位于导电碳膜的具有微米级纹理结构一面和金属之间。具有表面结构的导电碳膜，可以有效增加导电碳膜的表面积，使得在应用中具有更好性能表现。同时，对于具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接，利用规则微米级纹理结构，导电胶可均匀一致的分布于导电碳膜和金属之间，从而大大增加粘结过程操作的简易性、容错性和稳定一致性。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电碳膜，特别是涉及具有表面结构的导电碳膜及其与金属导电连接方式。
背景技术
导电碳膜是以碳材料为导电组分制成薄片状材料，其可广泛应用于电子、电磁屏蔽、电化学电极材料、焦耳发热、抗静电等领域。导电碳膜采用的碳材料可以是多种不同形式的碳材料的一种或者组合，例如导电炭黑、石墨粉、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等。导电碳膜的制备工艺众多，有吹塑、流延、涂布，印刷、造纸和CVD气相沉积等。目前，导电碳膜主要是关注导电性能、力学性质等功能，对于表面结构与其应用作用未见披露。此外，导电碳膜与金属导电连接是一个广泛关注的问题，目前的主要连接方式包括两类：机械嵌合（例如导电线缝合、金属铆接、锯齿穿透压合、热压合等）和导电胶粘结。第一种方式存在接触不均匀，不稳定的问题，而导电胶粘结的方式，也存在操作要求高，一致性不良的问题。
发明内容
基于此，本发明首先提供一种具有表面结构的导电碳膜。
一种具有表面结构的导电碳膜，具体为导电碳膜至少一个表面具有微米级纹理结构，所述纹理结构为规则纹理。
所述规则纹理最小周期单元尺寸为1微米-500微米范围。
所述导电碳膜表面的微米级纹理结构是导电的。
所述微米级纹理结构成分与导电碳膜本体一致。
本发明还提供一种具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接的方式，具体为采用导电胶粘结方式连接导电碳膜和金属，导电胶位于导电碳膜的具有微米级纹理结构一面和金属之间。
在一个实施例中，所述采用导电胶粘结方式连接导电碳膜和金属具体步骤为：（1）涂布过量的导电胶在金属上，（2）将金属涂有导电胶一面贴合到导电碳膜的具有微米级纹理结构的一面，（3）压紧金属和导电碳膜，（4）干燥固化导电胶。
在另一个实施例中，所述导电胶粘结方式连接导电碳膜和金属具体步骤为：（1）涂布过量的导电胶在导电碳膜的具有微米级纹理结构一面上，（2）将金属贴合到导电碳膜涂布有导电胶的部位，（3）压紧金属和导电碳膜，（4）干燥固化导电胶。
所述导电胶为具有流动性的导电胶黏剂。
所述导电胶具体为银导电胶、铜导电胶和碳导电胶中的一种。
所述压紧具体为采用辊压和平板正压方式中的一种。
本发明的有益效果如下：
导电碳膜至少一个表面具有规则微米级纹理结构，可以有效增加导电碳膜的表面积，使得在应用中具有更好性能表现，例如在用于电化学电极材料中， 有规则微米级纹理结构有利于增加电化学反应的面积；此外，对于疏水导电碳膜来说，规则的微米级纹理结构利于形成类似荷叶表面那样的超疏水的表面结构。
对于本发明公开的一种具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接的方式，有益之处在于，一方面规则微米级纹理结构可以增加导电胶的粘结面积，增强粘结牢固程度；另一方面，在过量导电胶接触规则微米级纹理结构的时候，导电胶将填充规则纹理结构，然后经过压紧过程，过量的导电胶将被挤压出金属与导电碳膜界面之间，最终，留下的导电胶将填充规则微米级纹理结构中，因此，只要保证导电胶涂抹过量，不管多少，是否涂布均匀，在压紧的过程，利用规则微米级纹理结构，导电胶都将均匀一致的分布于导电碳膜和金属之间，从而大大增加粘结过程操作的简易性、容错性和稳定一致性。
附图说明
图1本发明一实施方式中导电碳膜表面规则微米级纹理结构光学显微镜放大照片;
图2本发明一实施方式中导电碳膜表面规则微米级纹理结构扫描电子显微镜放大照片；
图3 本发明另一实施方式中疏水导电碳膜表面规则微米级纹理结构光学显微镜放大照片;
图4本发明另一实施方式中疏水导电碳膜表面接触角测试照片;
图5 本发明应用实施例1中具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接方法流程示意图;
图6 本发明应用实施例2中具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接方法流程示意图。
图5和图6中：1-导电胶，2-金属片，3-导电碳膜，31-导电碳膜上的规则纹理结构。
实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
一种具有表面结构的导电碳膜，具体为导电碳膜一个表面具有微米级纹理结构，所述纹理结构为规则纹理。
所述规则纹理最小周期单元尺寸为1微米-500微米范围。
所述导电碳膜表面的微米级纹理结构是导电的。
所述微米级纹理结构成分与导电碳膜本体一致。
在一实施方式中，是一种以碳纳米管为导电组分制成导电碳膜，其表面具有规则微米级纹理结构（如图1）；如图2所示的扫描电子显微镜放大照片，可以发现所述表面微米级纹理结构也是含有碳纳米管这一导电组成，具有导电性，其成分与导体碳膜本体成分一致。
在另一实施方式中，一种导电碳膜是采用碳纳米管和聚四氟乙烯树脂为原料制成的，其表面也呈现规则微米级纹理结构（如图3所示）。聚四氟乙烯是非常疏水的材料，其与水的接触角为114°。然后由于此实施方式中，碳纳米管和聚四氟乙烯复合制成的导电碳膜呈微米级纹理结构并且更加细微的是碳纳米管本身有呈纳米级结构，导致在表面呈现一个类似荷叶表面的微纳结构，从而形成超疏水（接触角≥150°）的表面，远大于聚四氟乙烯材料本身114°接触角，如图4所示。
基于导电碳膜表面具有微米级规则纹理结构，在一个具体应用中，这种规则纹理结构有利于与金属进行导电连接。
一应用具体实施方式为，一种具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接的方式，具体为采用导电胶粘结方式粘结导电碳膜和金属，导电胶位于导电碳膜的具有微米级纹理结构一面和金属之间。具体实施例如下。
应用实施例1，如图5所示：
第一步，在金属片2的一面涂过量的导电胶1，所述导电胶具体选用的是具有流动性的碳导电胶。
第二步，将金属片2涂有导电胶1的一面贴合到导电碳膜3的具有微米级纹理结构31的一面。
第三步，将金属片2和导电碳膜3压紧，压紧的采用的方式是平板正压，在连续化卷对卷的操作工艺中，基于生产效率的需要采用辊压的方式进行压紧。
第四步，将压紧的金属片2和导电碳膜3置于红外烤灯下，干燥固化。
应用实施例2，如图6所示：
第一步，此导电碳膜3两个表面都有规则纹理结构31，在导电碳膜3有规则纹理结构31的任意一面涂上过量的导电胶1，所选用的导电胶具体是具有流动性的银导电胶，同样，具有导电性和流动性铜导电胶可替换采用。
第二步，将金属片2贴合到导电碳膜3涂有导电胶1的部位。
第三步，将金属片2和导电碳膜3压紧，压紧的采用的方式是手持辊筒辊压。
第四步，将压紧的金属片2和导电碳膜3置于红外烤灯下，干燥固化。
上述应用实施例1和应用实施例2的压紧过程中，具有流动性的导电胶填充会导电碳膜表面微米级纹理结构和金属片形成的界面空隙，多余的碳导电胶将被排出界面之外，由于纹理结构是规则的，其和金属片形成的空隙也是均匀一致的，因此，只要保证涂抹的导电胶是过量的，无需要求涂抹十分均匀，在压紧过程中，导电胶都会自动填充均匀在界面空隙中，从而实现在粘结界面导电胶分布是均匀一致的，最终保证粘结力和接触电阻也是均匀一致的。
Claims (10)
1.一种具有表面结构的导电碳膜，其特征在于，包括至少一个表面具有微米级纹理结构，所述纹理结构为规则纹理。
2.根据权利要求1所述的具有表面结构的导电碳膜，其特征在于，所述规则纹理最小周期单元尺寸为1微米-500微米范围。
3.根据权利要求1所述的具有表面结构的导电碳膜，其特征在于，所述导电碳膜表面的微米级纹理结构是导电的。
4.根据权利要求1所述的具有表面结构的导电碳膜，其特征在于，所述微米级纹理结构成分与导电碳膜本体一致。
5.一种具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接的方式，其特征在于，采用导电胶粘结方式连接导电碳膜和金属，导电胶位于导电碳膜的具有微米级纹理结构一面和金属之间。
6.根据权利要求5 所述的具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接的方式，其特征在于，所述采用导电胶粘结方式连接导电碳膜和金属具体步骤为：（1）涂布过量的导电胶在金属上，（2）将金属涂有导电胶一面贴合到导电碳膜的具有微米级纹理结构的一面，（3）压紧金属和导电碳膜，（4）干燥固化导电胶。
7.根据权利要求5 所述的具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接的方式，其特征在于，所述导电胶粘结方式连接导电碳膜和金属具体步骤为：（1）涂布过量的导电胶在导电碳膜的具有微米级纹理结构一面上，（2）将金属贴合到导电碳膜涂布有导电胶的部位，（3）压紧金属和导电碳膜，（4）干燥固化导电胶。
8.根据权利要求5 所述的具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接的方式，其特征在于，所述导电胶为具有流动性的导电胶黏剂。
9.根据权利要求5 所述的具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接的方式，其特征在于，所述导电胶具体为银导电胶、铜导电胶和碳导电胶中的一种。
10.根据权利要求5 所述的具有表面结构的导电碳膜与金属导电连接的方式，其特征在于，所述压紧具体为采用辊压和平板正压方式中的一种。
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