复合集流体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及新材料技术领域，特别是涉及一种复合集流体及其制备方法与应用。该复合集流体包括聚合物基材层和设置于聚合物基材层的至少一个表面之上的类金刚石层，且类金刚石层背离聚合物基材层的一侧还设置有金属层；类金刚石层中，C

【技术实现步骤摘要】
复合集流体及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及二次电池
，特别是涉及一种复合集流体及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]近年来，二次动力电池发展势头迅猛，其主要部件包括正负极、隔膜、电解液及外壳等，其中，正负极包括正负极活性物质和集流体。集流体的作用主要是将活性物质产生的电流汇集输出、将电极电流输入给活性物质。对集流体通常需要其具有纯度较高、电导率较好、稳定性好、机械强度高等性质。
[0003]传统技术中，集流体主要采用金属箔作为原材料，金属箔一般使用压延法或电解法制备。压延法是通过反复压制而成，厚度难以变得很薄，且均匀性差，对设备要求高；电解法则是通过电解含所需金属的盐溶液使其在电极表面结晶形成，由于结晶形成的金属层往往较为疏松，因此，该制备方法直接导致了制得的金属箔强度较差，所以虽然厚度足够薄，但较低的强度导致使用过程中容易打皱。此外，采用纯金属箔作为集流体还存在质量较重，容易导致电池能量密度下降的问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种复合集流体及其制备方法与应用，该复合集流体采用高分子膜代替了传统集流体中的部分金属箔，因此能有效提升电池能量密度，且该复合集流体能兼顾较薄的厚度和较高的强度，使用时不易打皱。
[0005]本专利技术的第一方面，提供了一种复合集流体，其包括聚合物基材层、类金刚石层和金属层；所述聚合物基材层的至少一个表面之上设置有所述类金刚石层，且所述类金刚石层背离所述聚合物基材层的一侧设置有所述金属层；
[0006]所述类金刚石层中，C
sp3
‑
C
sp3
键的占比为40％～88％。
[0007]在一些实施方式中，所述聚合物基材层两个表面均设置有所述类金刚石层，且所述类金刚石层的厚度占所述复合集流体层的厚度的12％～50％。
[0008]在一些实施方式中，所述聚合物基材层的原料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯以及聚甲基戊烯中一种或多种。
[0009]在一些实施方式中，所述金属层的原料包括单质铝或单质铜。
[0010]本专利技术的第二方面，提供了前述一种或多种实施方式所述的复合集流体的制备方法，其包括以下步骤：
[0011]提供所述聚合物基材层，在所述聚合物基材层表面沉积所述类金刚石层；在所述类金刚石层表面沉积所述金属层。
[0012]在一些实施方式中，在所述聚合物基材层表面沉积所述类金刚石层之后、在所述类金刚石层表面沉积所述金属层之前，还包括在30℃～80℃条件下处理1h～6h的步骤。
[0013]在一些实施方式中，在所述聚合物基材层表面沉积所述类金刚石层的方式为离子
束沉积，所述离子束沉积的工艺参数包括：加速电压20kV～80kV，束流强度10mA～100mA。
[0014]在一些实施方式中，在所述类金刚石层表面沉积所述金属层的方法包括磁控溅射真空镀膜和/或电镀；
[0015]所述磁控溅射真空镀膜的工艺参数包括：电压6kV～8kV，真空度0.001Pa～0.5Pa；
[0016]所述电镀的工艺参数包括：电解质溶液浓度60g/L～80g/L，电流密度1A/dm2～3A/dm2。
[0017]本专利技术的第三方面，提供了一种二次电池，其包括前述一种或多种实施方式所述的复合集流体。
[0018]本专利技术的第四方面，提供了一种用电装置，其包括前述的二次电池。
[0019]通过在金属层和聚合物基材层之间再复合一层类金刚石层，并控制类金刚石层中C
sp3
‑
C
sp3
键的占比为40％～88％，不仅能够有效提升复合集流体的强度，有效克服传统技术中集流体使用过程中易打皱的缺点，而且对复合集流体的导电性能和柔韧性不会造成过多负面影响，有利于电池的卷绕加工。此外，采用聚合物基材层复合金属层代替传统的纯金属箔，可以减轻集流体的密度，制得的复合集流体用于二次电池时，能够有效提升二次电池的能量密度。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一实施方式制得的复合集流体的照片；
[0021]图2为对比例1制得的集流体打皱现象的照片。
具体实施方式
[0022]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术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专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0023]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在专利技术的描述中，“多种”的含义是至少两种，例如两种，三种等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
[0024]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例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0025]本专利技术中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0026]本专利技术中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征
或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0027]本专利技术中涉及的百分比含量，如无特别说明，对于固液混合和固相
‑
固相混合均指质量百分比，对于液相
‑
液相混合指体积百分比。
[0028]本专利技术中涉及的百分比浓度，如无特别说明，均指终浓度。所述终浓度，指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。
[0029]本专利技术中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
[0030]本专利技术的第一方面，提供了一种复合集流体，其包括聚合物基材层、类金刚石层和金属层；所述聚合物基材层的至少一个表面之上设置有所述类金刚石层，且所述类金刚石层背离所述聚合物基材层的一侧设置有所述金属层；
[0031]类金刚石层中，C
sp3
‑
C
sp3
键的占比为40％～88％。
[0032]优选地，类金刚石层中C
sp3
‑
C
sp3
键的占比为6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，其特征在于，包括聚合物基材层、类金刚石层和金属层；所述聚合物基材层的至少一个表面之上设置有所述类金刚石层，且所述类金刚石层背离所述聚合物基材层的一侧设置有所述金属层；所述类金刚石层中，C
sp3
‑
C
sp3
键的占比为40％～88％。2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述聚合物基材层两个表面均设置有所述类金刚石层，且所述类金刚石层的厚度占所述复合集流体层的厚度的12％～50％。3.根据权利要求1或2所述的复合集流体，其特征在于，所述聚合物基材层的原料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯以及聚甲基戊烯中一种或多种。4.根据权利要求1或2所述的复合集流体，其特征在于，所述金属层的原料包括单质铝或单质铜。5.根据权利要求1～4任一项所述的复合集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供所述聚合物基材层，在所述聚合物基材层表面沉积所述类金刚石层；在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘科，李正林，王成豪，武亚红，李学法，张国平，
申请(专利权)人：扬州纳力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：