复合集流体制造技术

本实用新型专利技术涉及一种复合集流体，包括位于中心的基材，从基材的上下表面开始向外层叠沉积的金属层，金属层的外表面具有凹陷的粗糙形貌；本申请的复合集流体，通过粗糙形貌可优化金属层的微观组织、表面结构和残余应力，提高正负极材料与处理后的金属层之间的结合强度，从而有效地抑制电极因长期浸泡在电解液中导致与金属层表面分离，减少金属层表面与电解液直接接触造成的腐蚀，进而有效抑制金属层在电解液中的腐蚀，相较于表面改性技术，本申请的处理工艺更为简单。处理工艺更为简单。处理工艺更为简单。

【技术实现步骤摘要】
复合集流体


[0001]本技术涉及电池
，特别是涉及复合集流体。

技术介绍

[0002]复合集流体由多层结构复合而成，因其具有高安全性、良好的导电性等特性，成为锂离子电池最具潜力的新型集流体材料。
[0003]锂离子电池在长期的充放电过程中，集流体表面的金属层会被电池中的有机电解质腐蚀。导致金属层与电极活性材料之间结合力较弱的问题。另外，被腐蚀的金属还会污染电解液，甚至破坏电极结构。金属层的腐蚀产物也会损害复合集流体表面性能和导电性，甚至限制电极材料的电化学性能。
[0004]目前大多是采用表面改性技术来提高集流体的耐腐蚀性，例如在集流体上涂覆碳材料涂层。然而，表面改性技术虽然可以提高金属层的耐蚀性，但传统集流体表面改性加工工艺复杂且成本高。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述表面改性技术的加工工艺复杂且成本高的问题，提供一种复合集流体。
[0006]一种复合集流体，包括：位于中心的基材，从所述基材的上下表面开始向外层叠沉积的金属层，所述金属层的外表面具有凹陷的粗糙形貌。
[0007]上述复合集流体，通过粗糙形貌可优化金属层的微观组织、表面结构和残余应力，提高正负极材料与处理后的金属层之间的结合强度，从而有效地抑制电极因长期浸泡在电解液中导致与金属层表面分离，减少金属层表面与电解液直接接触造成的腐蚀，进而有效抑制金属层在电解液中的腐蚀，相较于表面改性技术，本申请的处理工艺更为简单。
[0008]在其中一个实施例中，所述金属层的两端分别具有与第一侧面和第二侧面，所述金属层的第一侧面与基材连接，所述粗糙形貌位于所述金属层的第二侧面上。
[0009]在上述实施例中，通过只在金属层远离基材的一面设置粗糙形貌，使加工操作更加简便。
[0010]在其中一个实施例中，所述金属层的厚度为3μm～8μm。
[0011]在上述实施例中，通过金属层保证复合集流体的导电特性。
[0012]在其中一个实施例中，所述粗糙形貌为规则凹陷结构，且所述规则凹陷结构为弧形凹陷结构或多边形凹陷结构中的一种。
[0013]在上述实施例中，凹陷结构可优化金属层的微观组织、表面结构和残余应力，有效抑制金属层在电解液中的腐蚀，且规则形貌的效果更美观。
[0014]在其中一个实施例中，所述弧形凹陷结构的直径为20nm～100nm。
[0015]在上述实施例中，当金属层的厚度为3μm～8μm时，直径为20nm～100nm的弧形凹陷结构既不会过多影响金属层的厚度，又可保证金属层的外表面具有一定凹陷度的粗糙形
貌。
[0016]在其中一个实施例中，所述多边形凹陷结构为矩形凹陷结构或棱形凹陷结构中的一种。
[0017]在上述实施例中，可通过矩形凹陷结构或棱形凹陷结构既保证粗糙形貌的美观性，又可优化金属层的微观组织、表面结构和残余应力。
[0018]在其中一个实施例中，所述矩形凹陷结构的宽度为20nm～200nm，所述矩形凹陷结构的深度为20nm～100nm。
[0019]在上述实施例中，当金属层的厚度为3μm～8μm时，宽度和深度均为20nm～200nm的矩形凹陷结构既不会过多影响金属层的厚度，又可保证金属层的外表面具有一定凹陷度的粗糙形貌。
[0020]在其中一个实施例中，所述棱形凹陷结构的宽度为20nm～200nm，所述棱形凹陷结构的深度为20nm～100nm。
[0021]在上述实施例中，当金属层的厚度为3μm～8μm时，宽度和深度均为20nm～200nm的棱形凹陷结构既不会过多影响金属层的厚度，又可保证金属层的外表面具有一定凹陷度的粗糙形貌。
[0022]在其中一个实施例中，所述粗糙形貌为非规则凹陷结构。
[0023]在上述实施例中，凹陷结构可优化金属层的微观组织、表面结构和残余应力，有效抑制金属层在电解液中的腐蚀，且物理气相沉积法可同时适用于将金属层附在基材的表面，以及使金属层的外表面形成粗糙形貌的操作，进而使整体制备工艺更为方便。
[0024]在其中一个实施例中，所述非规则凹陷结构的表面粗糙度为1μm～2μm。
[0025]在上述实施例中，当金属层的厚度为3μm～8μm时，粗糙度为1μm～2μm的非规则凹陷结构既不会过多影响金属层的厚度，又可保证金属层的外表面具有一定凹陷度的粗糙形貌。
附图说明
[0026]图1为本申请一些实施例的复合集流体的结构示意图；
[0027]图2为图1中的复合集流体的金属层的结构示意图；
[0028]图3为本申请另一些实施例的金属层的结构示意图；
[0029]图4为图3中的金属层的另一结构示意图；
[0030]图5为本申请一些实施例的复合集流体与传统平面集流体间的腐蚀电位变化对比图；
[0031]图6为传统平面集流体的SEM形貌图；
[0032]图7为本申请又一些实施例的复合集流体的SEM形貌图；
[0033]图8为本申请又一些实施例的复合集流体与传统平面集流体间的腐蚀电位变化对比图。
[0034]附图标记：
[0035]1、基材；2、金属层；3、粗糙形貌。
具体实施方式
[0036]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0037]在本技术的描述中，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技术和简化描述，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技术的限制。
[0038]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。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0039]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语本文档来自技高网...

【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：位于中心的基材(1)，从所述基材(1)的上下表面开始向外层叠沉积的金属层(2)，所述金属层(2)的外表面具有凹陷的粗糙形貌(3)。2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述金属层(2)的两端分别具有与第一侧面和第二侧面，所述金属层(2)的第一侧面与所述基材(1)连接，所述粗糙形貌(3)位于所述金属层(2)的第二侧面上。3.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述金属层(2)的厚度为3μm～8μm。4.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述粗糙形貌(3)为规则凹陷结构，且所述规则凹陷结构为弧形凹陷结构或多边形凹陷结构中的一种。5.根据权利要求4所述的复合集流体，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，朱中亚，夏建中，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：新型
国别省市：