一种固态电池负极箔及其生产工艺的制作方法

本发明涉及固态电池负极箔技术领域，具体是指一种固态电池负极箔及其生产工艺。

背景技术：

随着锂电技术的发展，锂离子电池的高能量密度、轻量化和柔性化成为人们的追求。传统锂电池的能量密度已经到达瓶颈，固态电池便可轻松突破解决这些问题。本质上，固态电池的原理和传统的锂电池是相同的，都是靠着锂离子在电池的正负两极之间穿梭往来，实现充放电的功能，不同的是固态电池中的电解质是固态的，而传统的锂电池的电解质是液态的。因此开发固态锂离子电池负极箔便成了重中之重。

技术实现要素：

为解决上述现有难题，本发明提供了一种在充放电时有效的均分两面的电流，使得双面的反应物质均匀同步的进行充放电，大大的提高了比表面积，增加的传导效率，提高了能量密度，极大的提高了循环寿命，同时可以减轻电池重量，不使用电解液的固态电池负极箔，提高电池的能量密度，大幅提升安全性能的固态电池负极箔及其生产工艺。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种固态电池负极箔，包括锂箔层和复合铜箔层，所述锂箔层包括第一锂箔和第二锂箔，所述第一锂箔和第二锂箔分别连接设于复合铜箔层的正反两面，所述第一锂箔与复合铜箔层之间、以及第二锂箔与复合铜箔层之间均设有导电夹层。

进一步地，所述导电夹层为导电碳层。

进一步地，所述第一锂箔和第二锂箔的厚度大于复合铜箔层的厚度。

本发明一种固态电池负极箔的生产工艺，包括以下步骤：

(1)准备基材，使用开卷干燥设备并填充惰性气体对基材进行前处理，使基材干燥，并且使基材表面形成毛面提高基材表面的粘接力；

(2)使用真空磁控溅射镀膜设备，调整设备至磁控溅射方式后在步骤(1)干燥后的基材上制造打底层，制造打底层可消除缺陷，并且增加导电的稳定性；

(3)利用碱液电镀工艺在步骤(2)得到的打底层上制造增厚层；

(4)利用磁控溅射工艺在步骤(3)增厚层的基础上制造二次底层，通过磁控溅射的方式使得非金属膜上沉积金属铜层；

(5)利用酸液电镀工艺在步骤(4)的二次底层上制造金属层，金属层为铜箔层，铜箔层可无缺陷增厚，并可保护步骤(3)中沉积得到的金属铜层；

(6)在步骤(5)金属层的基础上利用涂底碳工艺形成锂粘节层，在铜箔层的表面附上一层导电碳，增加电子导通能力，同时为锂带提供附着层；

(7)利用压延工艺进行附锂带处理，通过物理位移的方式将锂带按设定厚度转移到锂粘节层上并作为固态负极；

(8)利用磁控溅射工艺在固态负极的外层制造陶瓷保护层，最终形成固态电池负极箔，陶瓷保护层在阻隔氧离子及水不从外部进入的同时，又不影响内部锂离子的自由穿梭；

(9)将制作完成后的固态电池负极箔进行分切包装处理。

进一步地，所述基材包括但不限于pp或pet塑料薄膜。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案一种固态电池负极箔及其生产工艺，基材表面经过强氧处理后，可增强表面的粘结力，通过磁控溅射的方式在非金属膜上沉积金属铜层，经过沉积的非金属膜已显现金属特性，表面可导电，带导电的非金属膜经过电化学原理增厚铜层，最终达到需要的厚度，形成铜层后表面通过印刷的方式增加导电炭层，因锂天然亲碳，在碳表面层附着纯锂带层，以达到固态负极的结构；本方案在充放电时有效的均分两面的电流，使得双面的反应物质均匀同步的进行充放电，大大的提高了比表面积，增加的传导效率，提高了能量密度，极大的提高了循环寿命。

附图说明

图1是本发明一种固态电池负极箔及其生产工艺的整体结构示意图。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

其中，1、锂箔层，2、复合铜箔层，3、第一锂箔，4、第二锂箔，5、导电夹层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明一种固态电池负极箔，包括锂箔层1和复合铜箔层2，所述锂箔层1包括第一锂箔3和第二锂箔4，所述第一锂箔3和第二锂箔4分别连接设于复合铜箔层2的正反两面，所述第一锂箔3与复合铜箔层2之间、以及第二锂箔4与复合铜箔层2之间均设有导电夹层5。

其中，所述导电夹层5为导电碳层，所述第一锂箔和第二锂箔的厚度为20μm，所述复合铜箔层的厚度为4μm。

本发明一种固态电池负极箔的生产工艺，包括以下步骤：

(1)准备基材，使用开卷干燥设备并填充惰性气体对基材进行前处理，使基材干燥，并且使基材表面形成毛面提高基材表面的粘接力；

(2)使用真空磁控溅射镀膜设备，调整设备至磁控溅射方式后在步骤(1)干燥后的基材上制造打底层，制造打底层可消除缺陷，并且增加导电得稳定性；

(3)利用碱液电镀工艺在步骤(2)得到的打底层上制造增厚层；

(4)利用磁控溅射工艺在步骤(3)增厚层的基础上制造二次底层，通过磁控溅射的方式使得非金属膜上沉积金属铜层；

(5)利用酸液电镀工艺在步骤(4)的二次底层上制造金属层，金属层为铜箔层，铜箔层可无缺陷增厚，并可保护步骤(3)中沉积得到的金属铜层；

(6)在步骤(5)金属层的基础上利用涂底碳工艺形成锂粘节层，在铜箔层的表面附上一层导电碳，增加电子导通能力，同时为锂带提供附着层；

(7)利用压延工艺进行附锂带处理，通过物理位移的方式将锂带按设定厚度转移到锂粘节层上并作为固态负极；

(8)利用磁控溅射工艺在固态负极的外层制造陶瓷保护层，最终形成固态电池负极箔，陶瓷保护层在阻隔氧离子及水不从外部进入的同时，又不影响内部锂离子的自由穿梭；

(9)将制作完成后的固态电池负极箔进行分切包装处理。

基材表面经过强氧处理后，可增强表面的粘结力，通过磁控溅射的方式在非金属膜上沉积金属铜层，经过沉积的非金属膜已显现金属特性，表面可导电，带导电的非金属膜经过电化学原理增厚铜层，最终达到需要的厚度，形成铜层后表面通过印刷的方式增加导电炭层，因锂天然亲碳，在碳表面层附着纯锂带层，以达到固态负极的结构；本方案在充放电时有效的均分两面的电流，使得双面的反应物质均匀同步的进行充放电，大大的提高了比表面积，增加的传导效率，提高了能量密度，极大的提高了循环寿命。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。