一种集流体用覆铜聚合物薄膜的制备方法与流程

文档序号:36399691发布日期:2023-12-16 01:53阅读:36来源:国知局

本发明涉及一种集流体用覆铜聚合物薄膜的制备方法,属于功能材料技术范畴。


背景技术:

1、随着锂电技术的发展,锂电池用集流体发展也很快;正极铝箔由前几年的16μm降低到了12μm,有的电池生产厂家已经量产使用10μm的铝箔,甚至用到8μm。而负极用铜箔,其厚度由之前12μm降低到8μm,有的电池厂家量产用6μm,正在开发的有5μm/4μm。

2、聚合物薄膜覆铜材料,如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚酰亚胺(pi)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)的覆铜薄膜材料,是理想的锂电池负极集流体材料,目前的制备方法主要有物理气相沉积(pvd)和电镀;pvd技术在半导体领域应用已经较为成熟,主要有磁控溅射、电子束蒸镀和真空蒸镀,其中磁控溅射方法制备的覆铜薄膜,质量较好,但是生产成本高;电镀法生产覆铜薄膜,必须先在聚合物薄膜上磁控溅射上一层几十到上百纳米厚度的铜,然后才能电镀,整体生产成本也比较高,虽然比纯磁控溅射低;真空蒸镀法生产覆铜聚合物薄膜,生产成本最低,如果聚合物薄膜厚度太小,如低于15μm,由于真空蒸发的沉积的铜颗粒的热含量较高,导致聚合物薄膜沉积铜颗粒局部容易被熔化穿孔,不适合制作锂电池的集流体;这种现象在电子束蒸镀中也有发现。

3、因此,为了解决蒸镀法生产集流体用覆铜聚合物薄膜的穿孔问题,降低生产综合成本,满足锂电池负极集流体的要求,特完成本发明。


技术实现思路

1、本发明的目的是一种集流体用覆铜聚合物薄膜的制备方法,使蒸镀法生产集流体用覆铜聚合物薄膜不发生穿孔现象,利于降低集流体用覆铜聚合物薄膜生产综合成本。

2、为实现上述目的,本发明的具体采用如下步骤:

3、在聚合物薄膜表面先蒸镀一层金属铝薄膜,形成覆铝聚合物薄膜,然后再在覆铝聚合物薄膜的铝层表面,蒸镀上一层金属铜薄膜,即可制成无穿孔的覆铜聚合物薄膜,满足锂电池负极集流体的要求。

4、所述集流体用覆铜聚合物薄膜包括聚合物薄膜、蒸镀金属铝中间层、蒸镀金属铜表面层,其中各层的厚度为:

5、聚合物薄膜3~20μm;

6、金属铝中间层50~1000nm;

7、金属铜表面层100~2000nm;

8、其中聚合物薄膜是pet、pen、pe、pi、pp薄膜;

9、蒸镀工艺可以采用真空蒸镀、电子束蒸镀。

10、本发明的优点在于:

11、真空蒸镀或电子束蒸镀生产覆铝聚合物薄膜,由于蒸发的沉积的铝颗粒的热含量适中,可以形成无穿孔的覆铝聚合物薄膜,技术成熟,已经批量化生产制备锂电池用正极集流体材料;在覆铝聚合物金属铝表层,再蒸镀沉积一层金属铜,由于沉积的金属铜颗粒不与聚合物薄膜直接接触,其所带的热量也被金属铝表层传导分散,不会导致聚合物薄膜局部熔化穿孔,此蒸镀金属铜工艺可以采用真空蒸镀或电子束蒸镀;并且,金属铝与金属铜可以形成合金相,其接触面可以形成紧密的过渡层结合;因此,利用蒸镀金属铝中间镀层,可以解决蒸镀法生产集流体用覆铜聚合物薄膜的穿孔问题,满足锂电池负极集流体的要求,降低生产综合成本。

12、附表说明

13、附表1:各实施例中各种聚合物的材质及制备条件。



技术特征:

1.一种集流体用覆铜聚合物薄膜的制备方法,其特征在于,所述集流体用覆铜聚合物薄膜的制备方法,是在聚合物薄膜表面先蒸镀一层金属铝薄膜,形成覆铝聚合物薄膜,然后再在覆铝聚合物薄膜的铝层表面,蒸镀上一层金属铜薄膜;

2.如权利要求1所述的一种集流体用覆铜聚合物薄膜的制备方法,其特征在于所述的聚合物薄膜是pet、pen、pe、pi、pp薄膜。

3.如权利要求1所述的一种集流体用覆铜聚合物薄膜的制备方法,其特征在于所述的蒸镀工艺是真空蒸镀和电子束蒸镀。


技术总结
本发明是一种集流体用覆铜聚合物薄膜的制备方法,采用真空蒸镀和电子束蒸镀工艺,在聚合物薄膜表面先蒸镀一层金属铝薄膜,形成覆铝聚合物薄膜,然后再在覆铝聚合物薄膜的铝层表面,蒸镀上一层金属铜薄膜,制成无穿孔的覆铜聚合物薄膜,满足锂电池负极集流体的要求,降低综合生产成本。

技术研发人员:王家君,王立成,波塔别科·亚历山大
受保护的技术使用者:宁波乌中远景等离子技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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