一种复合集流体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合集流体的制备方法，包括以下步骤：提供铸片，所述铸片由聚合物和金属颗粒组成，在铸片形成的过程中同时对金属颗粒进行定向移动沉积；对沉积后的铸片分别进行纵向拉伸和横向拉伸，获得单面具有金属富集层的聚合物膜；将所述单面具有金属富集层的聚合物膜复合，获得双面具有金属富集层的聚合物膜。该制备方法中，复合集流体金属富集层和聚合物层为一体结构，金属富集层和聚合物层之间不存在脱落的现象，且能够极大减少或避免真空沉积设备的使用，显著降低工艺成本。显著降低工艺成本。显著降低工艺成本。

【技术实现步骤摘要】
一种复合集流体的制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，特别涉及一种复合集流体的制备方法。

技术介绍

[0002]随着锂离子电池的发展，更高的能量密度和更优异的安全性能是目前的重要需求，与传统的金属集流体相比，复合集流体具备更小的质量和更好的加工性能，其自身的特殊结构，也能够使电池在能量密度和安全方面均表现出更好的性能。
[0003]目前的复合集流体的制备通常是选用具有一定厚度的聚合物薄膜作为基膜，通过沉积的方法在聚合物薄膜的表面沉积一层或多层具有一定厚度的金属层，从而形成一种具有多层结构的复合薄膜。其中，金属层的沉积方式包括真空蒸镀、磁控溅射、水电镀在内的多种沉积手段，但这些沉积方式都需要配置专门的镀膜设备，使得产品的成本较高；并且真空沉积的方法常常伴随着大量的热产生，使得聚合物层具有受热发生变形的风险，进而影响最终复合集流体的质量。此外，由于聚合物薄膜和金属层属于两种不同的层体，容易出现金属层脱落的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术有必要提供一种复合集流体的制备方法，在聚合物膜制备的过程中，添加金属颗粒并使其定向移动沉积，再进行同步拉伸，可获得金属和和聚合物一体的结构，避免了金属层脱落的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种复合集流体的制备方法，包括以下步骤：
[0007]提供铸片，所述铸片由聚合物和金属颗粒组成，在铸片形成的过程中同时对金属颗粒进行定向移动沉积；/>[0008]对沉积后的铸片分别进行纵向拉伸和横向拉伸，获得单面具有金属富集层的聚合物膜；
[0009]将所述单面具有金属富集层的聚合物膜复合，获得双面具有金属富集层的聚合物膜。
[0010]进一步方案，所述铸片的形成工艺，具体为：
[0011]将干燥的聚合物加热熔融，获得熔融聚合物；
[0012]将所述熔融聚合物和金属颗粒充分混合，获得混合熔体；
[0013]将所述混合熔体挤出，在挤出的同时对金属颗粒进行定向移动沉积，形成铸片。
[0014]进一步方案，所述加热熔融的温度为180
‑
350℃。
[0015]进一步方案，所述混合熔体的挤出温度为190
‑
300℃。
[0016]进一步方案，所述金属颗粒选自铝、铜、钛、铬、镍、铁中的一种，尺寸大小为1
‑
1000nm。
[0017]进一步方案，所述定向移动沉积的方式为重力沉积、离心力沉积或磁场沉积中的
一种。
[0018]进一步方案，所述铸片的结构中，聚合物的厚度＜1mm，金属颗粒层的厚度＜100μm。
[0019]进一步方案，所述纵向拉伸的温度为100
‑
200℃，拉伸比为3
‑
7；
[0020]所述横向拉伸的温度为100
‑
200℃，拉伸比为3
‑
7。
[0021]进一步方案，所述单面具有金属富集层的聚合物膜中，聚合物层的厚度为1
‑
20μm，金属富集层的厚度为1
‑
2000nm；
[0022]金属富集层内金属颗粒和聚合物均匀混合，且金属颗粒的体积占比为60
‑
95％。
[0023]进一步方案，在获得所述双面具有金属富集层的聚合物膜后，还包括在金属富集层表面沉积加厚金属层的步骤。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]本专利技术中复合集流体的制备工艺简单，由于金属富集层与聚合物层是通过混合熔体挤出形成铸片后，再同步拉伸形成的，这使得复合集流体金属富集层和聚合物层为一体结构，金属富集层和聚合物层之间不存在脱落的现象。
[0026]本专利技术中复合集流体的制备方法显著降低了对真空镀膜设备的使用程度，甚至可以做到不使用真空镀膜设备，从而避免了聚合物层因受热而发生的热变形，改善了最终产品的质量，降低设备的投资成本。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1中单面具有金属富集层的聚合物膜的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术一较佳实施例中双面具有金属富集层的聚合物膜的结构示意图。
[0029]图中：1
‑
聚合物膜、2
‑
金属富集层。
具体实施方式
[0030]下面详细描述本专利技术的实施例，下面参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0032]本专利技术的一个方面提供了一种复合集流体的制备方法，主要步骤如下：
[0033]形成铸片
[0034]本专利技术中的实施例中，铸片由聚合物和金属颗粒组成，具体的说，铸片的加工工艺包括以下步骤：
[0035]S101、将干燥的聚合物加热熔融，获得熔融聚合物；根据本专利技术的实施例，聚合物优选为聚合物母粒，聚合物的材质没有特别的限定，可以采用本领域中常用的复合集流体的聚合物材质，具体可提及的实例包括但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺中的一种或两种以上的组合，聚合物的干燥没有特别限定，只要能够实现充分干燥的目的即可，在本专利技术的一个或多个实施例中，聚合物的干燥温度是60
‑
120℃，时间为20
‑
120min，优选的，干燥温度为80
‑
100℃，时间为30
‑
60min。
[0036]进一步的，通过将干燥的聚合物加热熔融，使得聚合物成熔体状态，其加热熔融的温度没有特别的限定，根据聚合物种类的不同而有所调整，只要能够实现形成熔融聚合物即可，在本专利技术的一个或多个实施例中，加热熔融温度为180
‑
350℃，优选为200
‑
300℃。
[0037]S102、将所述熔融聚合物和金属颗粒充分混合，获得混合熔体；向熔融聚合物中加入金属颗粒，并充分混合，形成聚合物和金属颗粒的混合熔体，其中，加入的金属颗粒的种类没有特别的限定，可以为本领域中常规复合集流体中形成金属层中采用的金属物质，具体可提及的实例包括但不限于铝、铜、钛、铬、镍、铁中的一种，金属颗粒的尺寸大小选择1
‑
1000nm，优选为50
‑
500nm，更优选的为100
‑
200nm，通过对金属颗粒的尺寸进行选择，以便于其在复合集流体成品中的结构均匀致密。
[0038]S103、将所述混合熔体挤出，在挤出的同时对金属颗粒定向移动沉积，形成具有一定厚度的铸片，该铸片具有聚合物和金属颗粒层。可以理解的是，将熔体挤出形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供铸片，所述铸片由聚合物和金属颗粒组成，在铸片形成的过程中同时对金属颗粒进行定向移动沉积；对沉积后的铸片分别进行纵向拉伸和横向拉伸，获得单面具有金属富集层的聚合物膜；将所述单面具有金属富集层的聚合物膜复合，获得双面具有金属富集层的聚合物膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铸片的形成工艺，具体为：将干燥的聚合物加热熔融，获得熔融聚合物；将所述熔融聚合物和金属颗粒充分混合，获得混合熔体；将所述混合熔体挤出，在挤出的同时对金属颗粒进行定向移动沉积，形成铸片。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热熔融的温度为180
‑
350℃。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合熔体的挤出温度为190
‑
300℃。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属颗粒选自铝、铜、钛、铬、镍、铁中的一种，尺寸大小为1
‑
1000nm。6.如权利要求1所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，许涛，张江伟，陈启武，王义飞，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：