导电膜及其制备方法以及复合集流体和锂离子电池与流程

本发明涉及锂离子电池，具体涉及一种导电膜及其制备方法以及复合集流体和锂离子电池。

背景技术：

1、随着电子行业和新能源汽车行业的发展，需要采用改进措施以提高锂离子电池的能量密度和功率密度。传统的改进措施主要为：(a)对正负极集流体进行减薄处理，然而随着减薄工艺的改进，对减薄设备的要求越来越高，加工难度日益复杂，减薄处理工艺逐渐无法满足需求；(b)采用电镀方式，在高分子有机材料上电镀铝或铜，但是采用电镀方式不可避免的会导致环境污染。

2、少数厂商开始采用蒸发镀膜的工艺在高分子有机材料表面蒸镀粘结层和金属层，以制备复合集流体，但仍然无法避免脱模电阻率高等问题。蒸发镀膜工艺中，镀膜温度较高，如果冷却不及时高分子材料存在断卷的风险，所以需要冷辊辅助冷却降温；金属膜层在低温条件下成膜时，由于金属膜和粘结层以及基底层存在较大的“界面自由能”差异，金属膜层不能很好的生长，导致孔隙度较高，影响载流子的迁移率；同时高分子聚合物材料表面粗糙度较大，较大的粗糙度不仅影响薄膜的横向生长，而且会影响膜层的连贯性。导致成膜质量差，导电性不高。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的复合集流体成膜质量差、导电层电阻率高和导电性低的问题，提供一种导电膜及其制备方法以及复合集流体和锂离子电池，该导电膜能够解决金属膜导电层电阻率高的问题，利于提高成膜质量，增强导电性。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种导电膜，其中，所述导电膜包括高分子薄膜层、附着于所述高分子薄膜层表面上的平滑层、以及附着于所述平滑层表面上的金属层。

3、本发明第二方面提供了一种导电膜的制备方法，其中，所述的制备方法包括：

4、(1)采用离子源辅助热蒸发工艺在高分子薄膜层的表面上沉积平滑层；

5、(2)采用热蒸发工艺在所述平滑层的表面上沉积金属层。

6、本发明第三方面提供了一种由前述所述的制备方法制得的导电膜。

7、本发明第四方面提供了一种复合集流体，其中，所述复合集流体包括第一方面或第三方面所述的导电膜。

8、本发明第五方面提供了一种锂离子电池，其中，所述锂离子电池包括第四方面所述的复合集流体。

9、通过上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

10、(1)本发明平滑层的设计减少了不必要的粘结层，优选平滑层和导电金属层为同种材料，有利于工艺生产控制；

11、(2)本发明平滑层的设计有利于控制平滑基底(高分子薄膜层)的粗糙度，避免基底粗糙度影响导电金属层的性能；

12、(3)本发明平滑层选用金属，优选平滑层与导电金属层选用同种材料，减少了导电金属层厚度；

13、(4)本发明在平滑层上制备导电金属层，优选平滑层和导电金属层采采用同种材料，不仅利于提升成膜质量，而且能增强导电金属层的导电性。

技术特征：

1.一种导电膜，其特征在于，所述导电膜包括高分子薄膜层、附着于所述高分子薄膜层表面上的平滑层、以及附着于所述平滑层表面上的金属层。

2.根据权利要求1所述的导电膜，其中，所述平滑层的材料选自铜、铝、镍和铬中的至少一种；

3.根据权利要求1或2所述的导电膜，其中，所述平滑层的厚度为30-200nm，优选为50-150nm；

4.根据权利要求1所述的导电膜，其中，所述高分子薄膜层的材料为高分子聚合物；

5.一种导电膜的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述高分子薄膜层的表面粗糙度ra为0.02-0.15μm；

7.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述平滑层的厚度为30-200nm，优选为50-150nm；

8.一种由权利要求5-7中任意一项所述的制备方法制得的导电膜。

9.一种复合集流体，其特征在于，所述复合集流体包括权利要求1-4或权利要求8中任意一项所述的导电膜。

10.一种锂离子电池，所述锂离子电池包括权利要求9所述的复合集流体。

技术总结
本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了一种导电膜及其制备方法以及复合集流体和锂离子电池。该导电膜包括高分子薄膜层、附着于所述高分子薄膜层表面上的平滑层、以及附着于所述平滑层表面上的金属层。该导电膜能够解决金属膜导电层电阻率高的问题，利于提高成膜质量，提升导电膜的导电性。

技术研发人员：李东亮,公秀凤,孙欣森
受保护的技术使用者：安迈特科技（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14