一种超薄复合铜箔的制备方法及超薄复合铜箔技术

本发明专利技术公开了一种超薄复合铜箔的制备方法及超薄复合铜箔，包括柔性基底膜层

【技术实现步骤摘要】
一种超薄复合铜箔的制备方法及超薄复合铜箔


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种超薄复合铜箔的制备方法及超薄复合铜箔
。

技术介绍

[0002]锂离子电池通常将铜箔
、
铝箔用作负极材料，以将电池活性物质产生的电流汇集起来形成较大电流向外输出，现有技术在制作复合铜箔时，通常采用聚合物层
‑
金属层
‑
金属防氧化层的复合膜层的结构设计，复合膜层的设计趋于越来越薄，最薄能达到纳米级，制备如此薄的复合薄层，使其在制备过程中成膜均匀
、
膜层性能稳定，对设备的整体拉力控制和品质管控都提出了很高的要求；而且聚合物层比较光滑，在其上方直接镀覆金属层时，金属层和聚合物层之间的粘结力不强，容易导致金属层自聚合物层上脱落
。
[0003]公开号为
CN106654285B
的中国专利文献公开了一种用于锂电池的柔性集流体及其制备方法，其中该柔性集流体包括依次紧密结合的柔性基底层
、
金属导电镀层和导电抗氧化层；所述的柔性基底层为聚氯乙烯
、
聚乙烯
、
聚丙烯
、
聚苯乙烯
、
聚对苯二甲酸乙二醇酯
、
聚二甲基硅氧烷和聚酰亚胺中的一种，在制备柔性集流体的过程中，将
PET
薄膜和铜基材直接放入直接放入真空蒸镀设备中，
PET
薄膜没有支撑，容易产生褶皱，最终导致柔性集流体膜层不均匀
。
[0004]公开号为
CN115548347A
的中国专利文献公开了一种复合铜集流体及其制备方法
、
极片
、
二次电池和用电装置，复合铜集流体包括：聚合物基材层；设置于聚合物基材层的至少一侧表面上的中间过渡层，其中，中间过渡层中包含碳纳米材料和纤维素纳米纤维；和设置于中间过渡层的相对远离聚合物基材层一侧的表面上的铜层
。
此复合集流体中具有过镀膜层，增加膜层结合力，但是由于纤维素纳米纤维内部为网状结构，镀覆铜膜时铜分子会进入网状沟壑中，造成铜材料的浪费
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种超薄复合铜箔的制备方法及超薄复合铜箔，采用此种方法制作的超薄复合铜箔不仅膜层均匀
、
性能稳定，且各结构层粘结紧密，导电性能良好
。
[0006]一种超薄复合铜箔的制备方法，包括柔性基底膜层
、
多晶硅膜层
、
铜膜层，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
在基材上涂覆所述柔性基底膜层；
(2)
在所述柔性基底膜层上方采用气相沉积法镀覆非晶硅膜层，使用激光将非晶硅膜层升温至
1000℃
以上，然后退火，形成所述多晶硅膜层；
(3)
在所述多晶硅膜层上方镀覆铜膜层；
(4)
激光辐照于所述柔性基底膜层，使所述柔性基底膜层与所述基材剥离
。
[0007]进一步地，所述柔性基底膜层的材料优选为聚酰亚胺
(PI)、
聚酰胺
(PA)、
聚酰胺
‑
酰亚胺
(PAI)
中的一种，柔性基底膜层的材料选用耐高温的聚合物材料，避免因激光带来的高温而融化，聚合物膜层能使超薄集合铜箔保持良好的弯曲性能
。
[0008]进一步地，所述柔性基底膜层
、
多晶硅膜层
、
铜膜层的厚度比值为
0.5
～
1.5
：
0.5
～
1.5
：
0.5
～
1.5。
[0009]进一步地，所述步骤2中镀覆非晶硅膜层的压力为
55
～
105pa
，非晶硅膜在低压时成膜均匀，杂质率
≤5
％
。
[0010]进一步地，所述步骤2中激光的能量密度为
800
～
980J/cm2。
进一步地，所述步骤
(2)
中非晶硅膜层的氢稀释率大于
90
％，氢稀释率是指硅烷流量占总气体流量
(
硅烷
+
氢气
)
的比率
。
高氢稀释率能够使非晶硅膜层晶化过程中形成大量晶粒，从而导致多晶硅膜层表面粗糙不平，和其他膜层结合时增加膜层结合力，且多晶硅膜层内部的晶粒形状规律，能够减少电子通过时的阻力
。
[0011]进一步地，所述步骤2中辐照时间小于
2s
，避免激光能量大量传递至柔性基底层，从而使柔性基底膜层达到超高温度而融化
。
[0012]进一步地，所述铜膜层的厚度为
0.1
～5μ
m
，膜层厚度可根据应用场景具体选择，膜层过厚，会导致复合铜箔质量过重，限制复合铜箔的应用场景
。
[0013]进一步地，所述多晶硅膜层与铜膜层的结合力为
7.5
～
10N/cm。
多晶硅膜层内部形成大量晶粒，导致膜层表面粗糙不平，这样的表面能为膜层之间带来更大的结合力
。
[0014]进一步地，所述步骤
(4)
中激光的能量密度为
86
～
96J/cm2。
[0015]进一步地，所述步骤
(4)
中激光的线宽为
155
～
200
μ
m。
步骤
(4)
的激光作用于柔性基底膜层，使柔性基底膜层从基材上剥离
。
[0016]进一步地，所述步骤
(1)
中的基材选用石英玻璃
、
陶瓷
、
镍基合金中的一种
。
[0017]进一步地，采用上述任一项方法制得的一种超薄复合铜箔
。
[0018]进一步地，所述超薄复合铜箔的电导率为
0.8
×
104
～5×
105S/cm。
[0019]进一步地，所述超薄复合铜箔的厚度为
0.2
～
20
μ
m。
[0020]采用本专利技术方法制作的超薄复合铜箔膜层相较传统方法更为均匀各结构层粘结紧密，导电性能良好；在使用过程中性能稳定，从而提高产品的寿命
。
附图说明
[0021]图1为本申请的一种超薄复合铜箔的结构示意图
。
[0022]图2为本申请的多晶硅膜层内部晶粒的结构示意图
。
具体实施方式
[0023]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超薄复合铜箔的制备方法，包括柔性基底膜层
、
多晶硅膜层
、
铜膜层，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
在基材上涂覆所述柔性基底膜层；
(2)
在所述柔性基底膜层上方采用气相沉积法镀覆非晶硅膜层，使用激光辐照将非晶硅膜层升温至
1000℃
以上，然后退火，形成所述多晶硅膜层；
(3)
在所述多晶硅膜层上方镀覆铜膜层；
(4)
激光辐照于所述柔性基底膜层，使所述柔性基底膜层与所述基材剥离
。2.
根据权利要求1所述的一种超薄复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述柔性基底膜层的材料优选为聚酰亚胺
、
聚芳酰胺
、
聚酰胺
‑
酰亚胺中的一种
。3.
根据权利要求1所述的一种超薄复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述柔性基底膜层
、
多晶硅膜层
、
铜膜层的厚度比值为
0.5
～
1.5
：
0.5
～
1.5
：
0.5
～
1.5。4.
根据权利要求1所述的一种超薄复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤
(2)
中镀覆非晶硅膜层的压力为
55
～
105pa。5.
根据权利要求1所述的一种超薄复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤
(2)
中激光的能量密度为
800
～
980J/cm2
，辐照时间小于
2s。6.
根据权利要求1所述的一种超薄复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤
(2)

【专利技术属性】
技术研发人员：毛祖攀，周健，夏桂玲，
申请(专利权)人：安徽立光电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：