CN116742006A - 一种锂电池复合集流体及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池复合集流体及其制作方法，所述集流体包括塑料薄膜及设置于塑料薄膜一面的第一预制粘结层、第一铜金属层、第二铜金属层；设置于塑料薄膜另一面的第二预制粘结层、第一铝金属层、第二铝金属层。所述第一铜金属层和第一铝金属层利用磁控溅射镀膜形成；所述第二铜金属层和第二铝金属层利用真空蒸发镀膜形成。本发明的锂电池复合集流体，正极集流体和负极集流体可在单一设备上连续镀膜，实现双极性超薄集流体的制作，且薄膜致密度高，其制作过程可有效避免膜层被腐蚀及剥离问题。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种锂电池复合集流体及其制作方法。
背景技术
高导电率、高强度、高柔韧性和超薄的集流体是未来锂电集流体的发展趋势。目前常用的锂电池的正负集流体主要有延展铜箔、电解铜箔、延展铝箔；其中，延展铜箔、铝箔通过对辊轧制，通常能做到10-16um，但难以继续薄制，无法进一步提高成品质量；电解铜溶液可以做到量产6-8um的铜箔，但是电解的特性会导致铜箔两侧表面粗糙度过大，需要增加额外的表面处理工序，而电解液的处理工艺容易造成额外的污染，导致整体工艺过于复杂；特别是对于正极集流体和负极集流体结合为一体的工艺来说，由于电解液对相反极性金属的不完全兼容性导致更难以实现。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种锂电池复合集流体及其制作方法，结合磁控溅射镀膜和真空蒸发镀膜实现双极性集流体的高致密性、抗剥离能力，避免电解液对金属层的腐蚀。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种锂电池复合集流体，特征在于，所述锂电池复合集流体包括：塑料薄膜及设置于塑料薄膜一面的第一预制粘结层、第一铜金属层、第二铜金属层；设置于塑料薄膜另一面的第二预制粘结层、第一铝金属层、第二铝金属层。所述第一铜金属层和第一铝金属层利用磁控溅射镀膜形成；所述第二铜金属层和第二铝金属层利用真空蒸发镀膜形成；
进一步的，所述第一铜金属层厚度为30-150nm；所述第二铜金属层为300-1500nm；
进一步的，所述第一铝金属层厚度为30-150nm；所述第二铝金属层为300-1500nm；
进一步的，所述塑料薄膜材质为PP、PET、PI中其中任意一种；
进一步的，所述塑料薄膜厚度为2-20um；
进一步的，所述第一预制粘结层材质为镍、镍铜、钛、硅中其中任意一种，厚度为2-10nm；
进一步的，所述第二预制粘结层材质为镍、钛、硅中其中任意一种，厚度为2-10nm；
进一步的，在所述第二铜金属层上还设有ITO保护层；所述ITO保护层厚度为5-20nm；
本发明还提供了一种锂电池复合集流体的制作方法，包括步骤：
提供塑料薄膜；
在塑料薄膜的一面通过磁控溅射镀膜技术依次镀上第一预制粘结层和第一铜金属层，通过真空蒸发镀膜技术镀上第二铜金属层；
在塑料薄膜的另一面通过磁控溅射镀膜技术依次镀上第二预制粘结层和第一铝金属层，通过真空蒸发镀膜技术镀上第二铝金属层；
进一步的，所述锂电池复合集流体的制作方法还包含步骤：在第二铜金属层表面通过磁控溅射镀膜技术在所述第二铜金属层上镀上ITO保护层。
本发明的有益效果在于：
(1)通过真空磁控溅射镀膜方法形成第一铜金属层和第一铝金属层，膜层结构致密，附着力好，与塑料薄膜基材具有更好的结合力；由于所形成的膜层较薄，也避免因沉积速率较慢的问题影响生产效率；
(2)其次利用真空蒸发镀在第一铜金属层或第一铝金属层上形成较厚的第二铜金属层或第二铝金属层实现所需的金属膜厚度，提高生产效率；
(3)正极集流体和负极集流体可在单一设备上连续镀膜，实现双极性超薄集流体的制作，也避免膜层被腐蚀和剥离问题；
综上所述，本发明的锂电池复合集流体，正极集流体和负极集流体可在单一设备上连续镀膜，实现双极性超薄集流体的制作，且薄膜致密度高，其制作过程可有效避免膜层被腐蚀及剥离问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提供的一种锂电池复合集流体结构示意图；
图2为本发明提供的一种锂电池复合集流体的制作流程；
图3为本发明提供的另一种锂电池复合集流体结构示意图；
图4为本发明提供的另一种锂电池复合集流体的制作流程；
附图标号说明：塑料薄膜10、第一预制粘结层20、第一铜金属层30、第二铜金属层31、第二预制粘结层21、第一铝金属层40、第二铝金属层41、ITO保护层50。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明提供的一种锂电池复合集流体，包括：塑料薄膜10及设置于塑料薄膜一面的第一预制粘结层20、第一铜金属层30、第二铜金属层31；设置于塑料薄膜另一面的第二预制粘结层21、第一铝金属层40、第二铝金属层41。所述第一铜金属层30和第一铝金属层40利用磁控溅射镀膜形成；所述第二铜金属层31和第二铝金属层41利用真空蒸发镀膜形成；所述第一铜金属层厚度为30-150nm；所述第二铜金属层为300-1500nm；所述第一铝金属层厚度为30-150nm；所述第二铝金属层为300-1500nm；所述塑料薄膜材质为PP、PET、PI中其中任意一种；所述塑料薄膜厚度为2-20um；所述第一预制粘结层材质为镍、镍铜、钛、硅中其中任意一种；所述第二预制粘结层材质为镍、钛、硅中其中任意一种；所述第一预制粘结层和第二预制粘结层厚度为2-10nm。
如图2所示，本发明还提供所述锂电池复合集流体的制作方法，包括步骤：
提供塑料薄膜；材质为PP、PET、PI中其中任意一种，可以是光面，也可以通过现有技术方法制成毛面；其厚度为2-20um；
在塑料薄膜的一面通过磁控溅射镀膜技术依次镀上第一预制粘结层2-10nm和第一铜金属层30-150nm，通过真空蒸发镀膜技术镀上第二铜金属层300-1500nm；
在塑料薄膜的另一面通过磁控溅射镀膜技术依次镀上第二预制粘结层2-10nm和第一铝金属层30-150nm，通过真空蒸发镀膜技术镀上第二铝金属层300-1500nm；
实施例2
本发明还提供另一种锂电池复合集流体，其与实施例1所不同的是，在第二铜金属层31表面还设置有ITO保护层50，所述ITO保护层厚度为5-20nm。该锂电池复合集流体的结构如图3所示。
如图4所示，该锂电池复合集流体的制作方法与实施例1所不同的是，该制作方法还包括步骤：在完成第二铜金属层后；通过磁控溅射镀膜技术在第二铜金属层表面镀上ITO保护层5-20nm；即具体流程包括：
提供塑料薄膜；材质为PP、PET、PI中其中任意一种，可以是光面，也可以通过现有技术方法制成毛面；其厚度为2-20um；
在塑料薄膜的一面通过磁控溅射镀膜技术依次镀上第一预制粘结层2-10nm和第一铜金属层30-150nm，通过真空蒸发镀膜技术镀上第二铜金属层300-1500nm；通过磁控溅射镀膜技术镀上ITO保护层5-20nm；ITO保护层起到防止金属铜层氧化的作用，并减轻对导电能力的影响；
在塑料薄膜的另一面通过磁控溅射镀膜技术依次镀上第二预制粘结层2-10nm和第一铝金属层30-150nm，通过真空蒸发镀膜技术镀上第二铝金属层300-1500nm。
本发明的锂电池复合集流体，正极集流体和负极集流体可在单一设备上连续镀膜，实现双极性超薄集流体的制作，且薄膜致密度高，其制作过程可有效避免膜层被腐蚀及剥离问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种锂电池复合集流体，其特征在于：所述集流体包括：塑料薄膜及设置于塑料薄膜一面的第一预制粘结层、第一铜金属层、第二铜金属层；设置于塑料薄膜另一面的第二预制粘结层、第一铝金属层、第二铝金属层；所述第一铜金属层和第一铝金属层利用磁控溅射镀膜形成；所述第二铜金属层和第二铝金属层利用真空蒸发镀膜形成。
2.根据权利要求1所述锂电池复合集流体，其特征还在于：所述第一铜金属层厚度为30-150nm；所述第二铜金属层为300-1500nm。
3.根据权利要求1所述锂电池复合集流体，其特征还在于：所述第一铝金属层厚度为30-150nm；所述第二铝金属层为300-1500nm。
4.根据权利要求1所述锂电池复合集流体，其特征还在于：所述塑料薄膜材质为PP、PET、PI中的一种，厚度为2-20um。
5.根据权利要求1所述锂电池复合集流体，其特征还在于：所述第一预制粘结层材质为镍、镍铜、钛、硅中其中任意一种；厚度为2-10nm。
6.根据权利要求1所述锂电池复合集流体，其特征还在于：所述第二预制粘结层材质为镍、钛、硅中其中任意一种；厚度为2-10nm。
7.根据权利要求1-6任一项所述锂电池复合集流体，其特征还在于：在所述第二铜金属层上还设有ITO保护层；所述ITO保护层厚度为5-20nm。
8.根据权利要求1-6任一项所述锂电池复合集流体的制作方法，其特征在于：所述锂电池复合集流体的制作方法包含步骤：
提供塑料薄膜；
在塑料薄膜的一面通过磁控溅射镀膜技术依次镀上第一预制粘结层和第一铜金属层，通过真空蒸发镀膜技术镀上第二铜金属层；
在塑料薄膜的另一面通过磁控溅射镀膜技术依次镀上第二预制粘结层和第一铝金属层，通过真空蒸发镀膜技术镀上第二铝金属层。
9.根据权利要求7所述锂电池复合集流体的制作方法，其特征还在于：所述锂电池复合集流体的制作方法包含步骤：
提供塑料薄膜；
在塑料薄膜的一面通过磁控溅射镀膜技术依次镀上第一预制粘结层和第一铜金属层，通过真空蒸发镀膜技术镀上第二铜金属层，通过磁控溅射镀膜技术在所述第二铜金属层上镀上ITO保护层；
在塑料薄膜的另一面通过磁控溅射镀膜技术依次镀上第二预制粘结层和第一铝金属层，通过真空蒸发镀膜技术镀上第二铝金属层。
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