高导电率复合集流体材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高导电率复合集流体材料

【技术实现步骤摘要】
高导电率复合集流体材料、其制备方法及集流体产品


[0001]本专利技术涉及集流体材料领域，特别涉及一种高导电率复合集流体材料
、
其制备方法及集流体产品
。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车市场及储能电池的发展和应用，对高能量密度的动力锂电池需求越来越大，其中锂电池负极集流体导电铜薄膜的用量大幅增加，甚至出现供不应求的局面，薄膜生产厂家常常需要通过提高拉膜速度
(
正常在
350
～
400
米
/
分钟
)
来增加产能
、
降低生产成本，提高效益
。
为了满足后道薄膜生产用户高速拉膜的要求
,
一个重要的途径就是要求聚对苯二甲酸乙二醇酯
(
简称
PET)
在熔融状态下的导电能力进行控制
。
[0003]随着新能源锂电技术的发展，传统负极集流体
(
纯铜箔
)
加工厚度即将到达极限，难以满足锂电技术的进一步发展
。
近几年来，复合铜箔受到大量集流体生产厂家的关注，目前复合铜箔是以
PET
或
PP
为基材，在厚度为4～6μ
m
的塑料薄膜表面先采用真空沉积
(
磁控溅射
)
的方式，制作一层
20
～
80nm
的金属膜层，将薄膜金属化；然后采用水介质电镀<br/>(
水电镀
)
的方式，将铜层加厚到1～5μ
m
，复合铜箔整体厚度在5～8μ
m
之间，来代替传统铜箔
。
复合铜箔能节省约
2/3
的铜，显著降低材料成本，实现量产后进一步扩大电芯的降本空间
[0004]但目前复合铜箔集流体也存在着不足：利用现有的高分子薄膜层为基膜，在加工制备复合集流体时通常采用两步法，即磁控溅射
+
水电镀，通过在
PET
膜表面溅射一层致密的金属原子，来实现对
PET
导电性能的提升，虽然此法能在一定程度上提高
PET
的导电性能，但同时也降低了
PET
膜的力学性能
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高导电率复合集流体材料
、
其制备方法及集流体产品
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术的第一方面，提供一种高导电率复合集流体材料，包括按重量份计的以下原料组分：改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材
95
～
98
份
、
碱金属化合物
0.5
～1份
、
碱土金属化合物
1.5
～3份
。
[0007]优选的是，改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材通过以下方法制备得到：
[0008]将对苯二甲酸
、
乙二醇
、
催化剂
、
热稳定剂加入反应釜中，于
260
～
270℃
下，在
0.12
～
0.3MPa、3.5
～
4r/min
转速下搅拌反应1～
2h
，得到改性聚对苯二甲酸乙二醇酯
。
[0009]优选的是，改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材通过以下方法制备得到：
[0010]将对苯二甲酸
、
乙二醇
、
催化剂
、
热稳定剂加入反应釜中，于
260
～
270℃
下，在
0.12
～
0.3MPa、3.5
～
4r/min
转速下搅拌反应1～
2h
，控制反应酯化率在
95
～
98
％，得到改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；
[0011]其中，对苯二甲酸：乙二醇的质量比为
1:1
～
1:1.5
，催化剂的添加量占原料总量的
0.1
～
0.5
％，催化剂的添加量占原料总量的
0.1
～
0.5
％
。
[0012]优选的是，热稳定剂选自焦磷酸四乙酯
、
磷酸三邻甲苯酯的一种或两种
。
[0013]优选的是，催化剂选自
Sb
系催化剂
、Bi
系催化剂的一种或多种
。
[0014]优选的是，碱金属化合物选自碳酸锂
、
碳酸钾
、
碳酸钠中的一种或多种
。
[0015]优选的是，所述碱土金属化合物选自碳酸镁
、
碳酸钙
、
碳酸钡中的一种或多种
。
[0016]本专利技术的第二方面，提供一种如上所述的高导电率复合集流体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]S1、
制备改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材；
[0018]S2、
按重量份计，将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材
95
～
98
份
、
碱金属化合物
0.5
～1份
、
碱土金属化合物
1.5
～3份投入反应釜中，在
270
～
275℃、2.5
～
3.5KPa
下反应
33
～
45min
，控制反应的酯化率在
98
～
99
％，得到第一缩聚产物；
[0019]S3、
在
280
～
290℃、0.15
～
0.20MPa、4.5
～
5.0r/min
的转速下搅拌反应3～
4h
，反应物缩聚转化率在
99.5
～
99.7
％，得到第二缩聚产物；
[0020]S4、
将第二缩聚产物冷却，造粒，干燥，得到所述高导电率复合集流体材料
。
[0021]本专利技术的第三方面，提供一种高导电率复合集流体产品，其通过以下方法制备得到：将如上所述的高导电率复合集流体材料制备成薄膜基材，然后在该薄膜基材表面电镀铜层，即得所述高导电率复合集流体产品
。
[0022]优选的是，在薄膜基材表面电镀铜层的具体工艺为：
[0023]将薄膜基材置于电镀溶液中，在
26
～
45℃
的温度
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高导电率复合集流体材料，其特征在于，包括按重量份计的以下原料组分：改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材
95
～
98
份
、
碱金属化合物
0.5
～1份
、
碱土金属化合物
1.5
～3份
。2.
根据权利要求1所述的高导电率复合集流体材料，其特征在于，改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材通过以下方法制备得到：将对苯二甲酸
、
乙二醇
、
催化剂
、
热稳定剂加入反应釜中，于
260
～
270℃
下，在
0.12
～
0.3MPa、3.5
～
4r/min
转速下搅拌反应1～
2h
，得到改性聚对苯二甲酸乙二醇酯
。3.
根据权利要求2所述的高导电率复合集流体材料，其特征在于，改性聚对苯二甲酸乙二醇酯基材通过以下方法制备得到：将对苯二甲酸
、
乙二醇
、
催化剂
、
热稳定剂加入反应釜中，于
260
～
270℃
下，在
0.12
～
0.3MPa、3.5
～
4r/min
转速下搅拌反应1～
2h
，控制反应酯化率在
95
～
98
％，得到改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；其中，对苯二甲酸：乙二醇的质量比为
1:1
～
1:1.5
，催化剂的添加量占原料总量的
0.1
～
0.5
％，催化剂的添加量占原料总量的
0.1
～
0.5
％
。4.
根据权利要求3所述的高导电率复合集流体材料，其特征在于，热稳定剂选自焦磷酸四乙酯
、
磷酸三邻甲苯酯的一种或两种
。5.
根据权利要求3所述的高导电率复合集流体材料，其特征在于，催化剂选自
Sb
系催化剂
、Bi
系催化剂的一种或多种
。6.
根据权利要求1所述的高导电率复合集流体材料，其特征在于，碱金属化合物选自碳酸锂
、
碳酸钾
、
碳酸钠中的一种或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：金闯，高福来，黄倩倩，
申请(专利权)人：太仓斯迪克新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：