本发明专利技术提供了一种聚丙烯基复合集流体，包括层叠设置的聚丙烯层、改性层和金属层；所述改性层通过端羟基丙烯酸酯与层状双金属氢氧化物经紫外光诱导聚合接枝到聚丙烯层上形成。层状双金属氢氧化物与端羟基丙烯酸酯的配合作用能够提高改性层表面的羟基含量，进而提升表面张力，同时，还能够提升改性层的表面粗糙度，表面张力及粗糙度的提升共同促进改性后的聚丙烯层与金属层的粘结力。且层状双金属氢氧化物中的羟基与端羟基聚丙烯酸酯分子中的羟基会形成氢键，能够增强二者的界面相容性，降低改性层表面缺陷。因此，本申请的聚丙烯基复合集流体层间结合力强、结构稳定，且放置三个月后改性的聚丙烯膜的表面张力稳定。月后改性的聚丙烯膜的表面张力稳定。月后改性的聚丙烯膜的表面张力稳定。
【技术实现步骤摘要】
聚丙烯基复合集流体及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及新能源
，具体涉及一种聚丙烯基复合集流体及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]基于高分子聚合物膜的复合集流体得到新能源行业的广泛关注和应用。目前，复合集流体主要包括高分子聚合物膜和层叠于高分子聚合物膜上的金属层。相比传统的集流体，基于高分子聚合物膜的复合集流体具备成本低、安全性好、质量轻、内部绝缘性好等特点。这些特点使得复合集流体在电池中应用时能够降低电池的成本、并提升电池的能量密度及安全性。
[0003]在众多聚合物基复合集流体中，最为常见的是聚丙烯基复合集流体。然而，由于聚丙烯的极性极弱，导致聚丙烯膜表面张力较低、表面粘附性能较弱，从而使制备的复合集流体的基膜与金属层的粘结力较弱，最终导致复合集流体的结构稳定性较差，影响复合集流体的正常使用。目前增强粘结力的方式中，机械辊压方式难以保证复合集流体的厚度控制；胶水粘接的方式可选用的胶水种类不多，同时需要高温或长时间静置以实现粘接效果，生产效率不高；真空蒸镀方式的设备工艺成本较高，不利于广泛应用。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种聚丙烯基复合集流体及其制备方法和应用。该聚丙烯基复合集流体包含改性层，能使改性后的聚丙烯层表面张力长时间保持不变，且该聚丙烯基复合集流体结构稳定，粘结力强。
[0005]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种聚丙烯基复合集流体，包括层叠设置的聚丙烯层、改性层和金属层；所述改性层通过端羟基丙烯酸酯与层状双金属氢氧化物经紫外光诱导聚合接枝到聚丙烯层上形成。
[0007]在其中一个实施例中，所述聚丙烯基复合集流体具有如下特征中的一个或多个：
[0008](1)所述聚丙烯层的厚度为2μm～20μm；
[0009](2)所述改性层的厚度为0.02μm～0.12μm；
[0010](3)所述金属层的厚度为0.5μm～2μm。
[0011]在其中一个实施例中，所述端羟基丙烯酸酯包括2
‑
羟基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、2
‑
羟基乙基丙烯酸酯、1,2
‑
二羟基乙基甲基丙烯酸酯、2,2
‑
二羟基乙基甲基丙烯酸酯、3
‑
氯
‑2‑
羟基丙基甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯及其衍生物中的一种或多种。
[0012]在其中一个实施例中，所述层状双金属氢氧化物为[M
2+1
‑
x
M
3+x
(OH)2](A
n
‑
)
x/n
·
mH2O，M
2+
选自Ca
2+
、Mg
2+
、Mn
2+
、Fe
2+
、Co
2+
、Ni
2+
、Cu
2+
或Zn
2+
中的任意一种；
[0013]M
3+
选自Al
3+
、Fe
3+
或Co
3+
中的任意一种；
[0014]A
n
‑
选自Cl
‑
、Br
‑
、NO3‑
、CO
32
‑
、SO
42
‑
或SeO
42
‑
中的任意一种。
[0015]在其中一个实施例中，所述金属层的材料包括铜、铜合金、铝、铝合金、镍、镍合金、钛以及银中的一种或多种。
[0016]在其中一个实施例中，所述聚丙烯基复合集流体还包括保护层，所述保护层层叠于所述金属层表面；
[0017]所述保护层的材料包括镍、铬、镍基合金、铜基合金、氧化铜、氧化铝、氧化镍、氧化铬、氧化钴、石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纳米量子点、碳纳米管、碳纳米纤维以及石墨烯中的一种或多种；
[0018]所述保护层的厚度为0.01μm～0.15μm，且所述保护层的厚度小于等于所述金属层厚度的十分之一。
[0019]本专利技术还提供一种聚丙烯基复合集流体的制备方法，包括以下步骤：
[0020]提供聚丙烯层，使所述聚丙烯层的表面与改性液接触，采用紫外光诱导聚合接枝的方法在聚丙烯层上制备改性层；所述改性液包括端羟基丙烯酸酯、层状双金属氢氧化物以及溶剂；在所述改性层表面沉积金属，制备金属层。
[0021]在其中一个实施例中，所述的聚丙烯基复合集流体的制备方法，包括以下步骤：
[0022]在所述金属层表面沉积保护层的材料，制备保护层。
[0023]在其中一个实施例中，所述改性液包括端羟基丙烯酸酯、层状双金属氢氧化物、光敏剂和溶剂。
[0024]在其中一个实施例中，所述改性液具有如下特征中的一个或多个：
[0025](1)所述改性液中，所述端羟基丙烯酸酯的质量浓度为20％～50％；
[0026](2)所述改性液中，所述光敏剂的质量浓度为1％～5％；
[0027](3)所述改性液中，所述层状双金属氢氧化物的质量浓度为0.1％～10％。
[0028]在其中一个实施例中，所述紫外光诱导聚合接枝的条件包括如下特征中的一个或多个：
[0029](1)选用的紫外灯为中压紫外灯，中压紫外灯的功率密度设置为50W/cm～300W/cm；
[0030](2)反应温度为25℃～70℃；
[0031](3)反应时间为0.5min～10min。
[0032]本专利技术还提供一种电池，包括上述任一实施例所述的聚丙烯基复合集流体或通过上述任一实施例所述的制备方法制备的聚丙烯基复合集流体。
[0033]本专利技术还提供一种用电装置，其包括前述的电池。
[0034]与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0035]本专利技术提供了一种聚丙烯基复合集流体，包括层叠设置的聚丙烯层、改性层和金属层；所述改性层通过端羟基丙烯酸酯与层状双金属氢氧化物经紫外光诱导聚合接枝到聚丙烯层上形成。层状双金属氢氧化物与端羟基丙烯酸酯的配合作用能够提高改性层表面的羟基含量，进而提升表面张力，同时，还能够提升改性层的表面粗糙度，表面张力及粗糙度的提升共同促进改性后的聚丙烯层与金属层的粘结力。此外，层状双金属氢氧化物的片层多孔隙结构，为金属原子的沉积提供位点，可进一步促进聚丙烯层与金属层的粘结力。且层状双金属氢氧化物中的羟基与端羟基聚丙烯酸酯分子中的羟基会形成氢键，能够增强二者
的界面相容性，降低改性层表面缺陷。因此，本申请的聚丙烯基复合集流体层间结合力强、结构稳定，且放置三个月后改性的聚丙烯膜的表面张力稳定。
附图说明
[0036]图1是聚丙烯基复合集流体的结构示意图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯基复合集流体，其特征在于，包括层叠设置的聚丙烯层、改性层和金属层；所述改性层通过端羟基丙烯酸酯与层状双金属氢氧化物经紫外光诱导聚合接枝到聚丙烯层上形成。2.根据权利要求1所述的聚丙烯基复合集流体，其特征在于，所述聚丙烯基复合集流体具有如下特征中的一个或多个：(1)所述聚丙烯层的厚度为2μm～20μm；(2)所述改性层的厚度为0.02μm～0.12μm；(3)所述金属层的厚度为0.5μm～2μm。3.根据权利要求1所述的聚丙烯基复合集流体，其特征在于，所述端羟基丙烯酸酯包括2
‑
羟基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、2
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羟基乙基丙烯酸酯、1,2
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二羟基乙基甲基丙烯酸酯、2,2
‑
二羟基乙基甲基丙烯酸酯、3
‑
氯
‑2‑
羟基丙基甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯及其衍生物中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的聚丙烯基复合集流体，其特征在于，所述层状双金属氢氧化物为[M
2+1
‑
x
M
3+x
(OH)2](A
n
‑
)
x/n
·
mH2O，M
2+
选自Ca
2+
、Mg
2+
、Mn
2+
、Fe
2+
、Co
2+
、Ni
2+
、Cu
2+
或Zn
2+
中的任意一种；M
3+
选自Al
3+
、Fe
3+
或Co
3+
中的任意一种；A
n
‑
选自Cl
‑
、Br
‑
、NO3‑
、CO
32
‑
、SO<...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱中亚，王帅，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：发明
国别省市：
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