一种镀铜PP纤维膜的制备方法及在锂离子电池负极集流体的应用技术

本发明专利技术公开了一种镀铜PP纤维膜的制备方法及在锂离子电池负极集流体的应用，采用静电纺丝的方式得到PP纤维膜，将PP纤维膜镀铜得到一种质量轻且具有多孔结构的镀铜锂离子电池负极集流体，从而达到减轻锂离子电池质量并提高其能量密度的目的。高其能量密度的目的。高其能量密度的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种镀铜PP纤维膜的制备方法及在锂离子电池负极集流体的应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种镀铜PP纤维膜的制备方法及在锂离子电池负极集流体的应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于其高的质量能量密度以及体积能量密度，在众多储能设备中脱颖而出，被广泛的运用于移动电子设备，如笔记本电脑、手机、电子手表等，甚至可以作为交通运输工具的驱动能源，如电动自行车以及电动汽车等。随着便携式电子设备的发展，人们越发需求质量更轻、能量密度更高的锂离子电池。
[0003]锂离子电池通常是由集流体、活性物质、隔膜以及外壳构成的多层电极结构，其中集流体主要作用是承载活性物质并收集活性物质产生的电流输向外界，一般正极集流体是铝箔，负极为铜箔。集流体作为锂离子电池的一部分，是一个非活性组分，会影响锂离子电池的质量以及能量密度，常用的铜箔阳极集流体约占电池总质量的10％。因此，为了获得低质量、高能量密度的锂离子电池，需要质量更轻的负极集流体。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在的缺点与不足，本专利技术的首要目的是提供一种镀铜PP纤维膜的制备方法。
[0005]本专利技术次要目的是提供一种镀铜PP纤维膜在锂离子电池负极集流体的应用。
[0006]本专利技术采用静电纺丝的方式得到PP纤维膜，将PP纤维膜镀铜，得到一种质量轻且具有多孔结构的镀铜锂离子电池负极集流体，从而达到减轻锂离子电池质量并提高其能量密度的目的。
[0007]本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种镀铜PP纤维膜的制备方法，包括，
[0009]采用熔融静电纺丝的方法制备PP纤维膜；
[0010]采用化学镀铜的方式对PP纤维膜进行镀铜，得到镀铜PP纤维膜。
[0011]进一步，所述采用熔融静电纺丝的方法制备PP纤维膜，具体为：
[0012]将PP母粒在乙醇中超声清洗，除去表面污渍；
[0013]将PP母粒加入到针管中，加热使PP熔融；
[0014]打开高压电源，产生高压电场，在高压电场的作用下，PP熔体会形成泰勒锥被拉伸成纤维并在铝箔纸上固化，形成PP纤维膜。
[0015]进一步，采用化学镀铜的方式对PP纤维膜进行镀铜，得到镀铜PP纤维膜，具体为：
[0016]将PP纤维膜在碱液中处理去油；
[0017]进行表面粗化处理；
[0018]将粗化处理后的PP纤维膜置于碱液中进行中和；
[0019]对PP纤维膜进行活化以及敏化；
[0020]对PP纤维膜进行解胶处理；
[0021]对处理完毕的PP纤维膜置于镀液中进行化学镀铜。
[0022]进一步，所述碱液的成分为10g/L NaOH、15g/L Na2CO3及15g/LNa3PO4.12H2O的混合液。
[0023]进一步，所述粗化处理所用溶液由400g/L三氧化铬及380g/L硫酸组成，粗化温度为80℃，时间为20～25min。
[0024]进一步，中和的碱液为50～100g/L的NaOH溶液，浸泡为2min。
[0025]进一步，敏化及活化的溶液由0.1g/L氯化钯，10g/L氯化亚锡，100mL37％wt盐酸以及200mL去离子水组成，处理时间为30min。
[0026]进一步，所述镀铜溶液为16g/L CuSO4·
5H2O、25mL/L HCHO、25g/L酒石酸钾钠、2g/L NH4Cl以及6g/L NaOH的混合液，保持镀液PH在12～13之间，镀铜温度在40～60℃，镀铜时间为30～50min。
[0027]进一步，所述加热温度为200
‑
210℃，加热时间为20
‑
25min。
[0028]一种如所述制备方法得到镀铜PP纤维膜在锂离子电池负极集流体的应用。
[0029]本专利技术的有益效果：
[0030](1)本专利技术设计的镀铜PP纤维膜来代替常用的铜作锂离子电池负极集流体，铜的密度为8.96g/cm3，而PP的密度仅为0.89～0.91g/cm3，远远低于铜，因此可以降低锂离子电池的密度，并且提高其能量密度。
[0031](2)本专利技术设计的镀铜PP纤维膜具有多孔结构，有利于锂离子传输，提高锂离子电池的倍率性能。
[0032](3)本专利技术设计的镀铜PP纤维膜的多孔结构可以提供更大的内部自由空间，可以容纳活性物质的膨胀。
[0033](4)本专利技术设计的镀铜PP纤维膜的多孔结构可以提供更多的活性物质依附位点，使活性物质不易脱落。
[0034](5)与铜相比，PP的成本要便宜的多，电池成本可以降低。
附图说明
[0035]图1(a)、图1(b)及图1(c)是本专利技术对比例2、对比例5以及实施例4的镀铜PP纤维膜样貌图；
[0036]图2为PP纤维膜、镀铜PP纤维膜及锂离子电池用铜箔负极集流体面密度对比图；
[0037]图3是本专利技术实施例4制备镀铜PP纤维膜用作锂离子电池负极集流体电池循环性能图；
[0038]图4是本专利技术实施例4制备镀铜PP纤维膜用作锂离子电池负极集流体电池倍率循环性能图。
具体实施方式
[0039]下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0040]实施例1
[0041]一种镀铜PP纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
[0042](1)PP纤维膜的制备
[0043]将PP母粒在乙醇中超声清洗30min，然后加入到针管中，在200℃加热20min，在15kv的高压下，注射器推进速率为1mL/h，在高压电场的牵引下，在铝箔纸上成纤维膜。
[0044](2)PP纤维膜镀铜
[0045]前处理：将PP纤维膜在10g/L NaOH+15g/L Na2CO3+15g/L Na3PO4.12H2O组成的碱液中，在60℃的条件下，浸泡10min去油。然后在400g/L CrO3，380g/L浓H2SO4的溶液中，在80℃的条件下，进行20min的表面粗化处理。然后置于80g/L的NaOH溶液中，浸泡大约2min中和。随后在0.1g/L氯化钯，10g/L氯化亚锡，100mL 37％wt盐酸以及200mL去离子水组成的的溶液中进行活化及敏化，处理时间为30min。最后在30℃的40g/L NaOH溶液中浸泡1～2min进行解胶处理。
[0046]镀铜：镀液成分为16g/L CuSO4·
5H2O、25mL/L HCHO、25g/L酒石酸钾钠、2g/L NH4Cl以及5g/L NaOH。保持PH＝11，镀铜温度为40℃，镀铜时间为60min。
[0047]实施例2
[0048]一种镀铜PP纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
[0049](1)PP纤维膜制备
[0050]将PP母粒在乙醇中超声清洗30min，然后加入到针管中，在210℃加热20min，在15kv的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镀铜PP纤维膜的制备方法，其特征在于，包括，采用熔融静电纺丝的方法制备PP纤维膜；采用化学镀铜的方式对PP纤维膜进行镀铜，得到镀铜PP纤维膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述采用熔融静电纺丝的方法制备PP纤维膜，具体为：将PP母粒在乙醇中超声清洗，除去表面污渍；将PP母粒加入到针管中，加热使PP熔融；打开高压电源，产生高压电场，在高压电场的作用下，PP熔体会形成泰勒锥被拉伸成纤维并在铝箔纸上固化，形成PP纤维膜。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用化学镀铜的方式对PP纤维膜进行镀铜，得到镀铜PP纤维膜，具体为：将PP纤维膜在碱液中处理去油；进行表面粗化处理；将粗化处理后的PP纤维膜置于碱液中进行中和；对PP纤维膜进行活化以及敏化；对PP纤维膜进行解胶处理；对处理完毕的PP纤维膜置于镀液中进行化学镀铜。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碱液的成分为10g/L NaOH、15g/L Na2CO3及15g/L Na3PO4.12H2O的混合液。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述粗化处理所用溶液由400g...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭清海，江建平，邓佶，柯伟斌，郭熙桃，邱志明，
申请(专利权)人：广东蒙泰高新纤维股份有限公司，
类型：发明
国别省市：