纳米金属涂层及应用、复合集流体基膜和复合集流体制造技术

本发明专利技术提供了一种纳米金属涂层及应用、复合集流体基膜和复合集流体；其中纳米金属涂层按质量份数包括以下组分：0.3

【技术实现步骤摘要】
纳米金属涂层及应用、复合集流体基膜和复合集流体


[0001]本专利技术涉及电池制造领域，具体涉及用于集流体基膜的纳米金属涂层及其应用。

技术介绍

[0002]集流体，是指汇集电流的结构或零件，在二次电池中，集流体的主要作用是将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出，常见的集流体包括金属箔、复合集流体等。
[0003]复合集流体相较于传统集流体（铝箔或铜箔），可减少金属用量、提升能量密度与安全性，有望在二次电池中广泛应用。复合集流体的制备，通常是在聚合物底膜（如聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺）上沉积厚度约1微米的金属铜或铝层。
[0004]但是，目前较为广泛使用的聚合物底膜为聚烯烃，而聚烯烃属于非极性聚合物，其与铜、铝等极性金属的结合力差，导致在复合集流体制程中，金属不易沉积在聚烯烃基材上，即使能够沉积，也容易出现金属沉积层厚度不均且在底膜上的附着力差的情况，严重影响制品良率，也限制了聚烯烃作为基膜在复合集流体开发中的应用，上述问题是本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种用于集流体基膜的纳米金属涂层及其应用，通过配置能够附着在聚烯烃薄膜上的纳米金属涂层，能够有效改善在聚烯烃基膜上的金属层的沉积效果。
[0006]根据第一方面，本申请提供了一种用于集流体基膜的纳米金属涂层，所述纳米金属涂层按质量份数包括以下组分：0.3
‑
1份的金属纳米颗粒、0.02
‑
2份的粘接剂、0.1
‑
1份的表面活性剂和0.5
‑
5份的分散剂。
[0007]在一种可选的实施例中，所述金属纳米颗粒为纳米银或纳米铜。
[0008]在一种可选的实施例中，所述金属纳米颗粒的粒径为40
‑
80nm。
[0009]在一种可选的实施例中，所述粘接剂为羟甲基纤维素钠和聚丙烯酸中的一种或几种；和/或所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酸烷羟基铵和环氧乙烷聚合物中的一种或几种；和/或所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和异丙醇中的一种或几种。
[0010]根据第二方面，本申请提供了一种上述的纳米金属涂层在集流体中的应用。
[0011]根据第三方面，本申请提供了一种复合集流体基膜，包括上述纳米金属涂层；以及聚烯烃基材，所述纳米金属涂层附着于所述聚烯烃基材的相对的两侧表面。
[0012]在一种可选的实施例中，所述聚烯烃基材为聚丙烯及其衍生物、聚乙烯及其衍生物、聚丙烯及其衍生物和聚乙烯及其衍生物的共聚物中的至少一种。
[0013]在一种可选的实施例中，所述聚烯烃基材的厚度为3
‑
8μm。
[0014]在一种可选的实施例中，所述纳米金属涂层的厚度为30
‑
110nm。
[0015]根据第四方面，本申请提供了一种复合集流体，包括上述复合集流体基膜；以及金属层，所述金属层沉积于所述复合集流体基膜的至少一侧表面。
[0016]本申请的有益效果在于：本申请公开的纳米金属涂层，其可以均匀的涂覆在聚烯烃薄膜的表面，从而形成具有纳米金属涂层的复合集流体基膜，通过在聚烯烃基材上引入含有纳米金属颗粒的纳米金属涂层，能够增强复合集流体基膜的极性和导电性，从而使得在该复合集流体基膜上沉积金属层时，能够使金属层沉积得更加均匀、附着力更好。
附图说明
[0017]图1为本申请一种实施例中复合集流体基膜的叠构图；图2为本申请一种实施例中纳米金属涂层中纳米金属颗粒的形貌。
[0018]附图标记：纳米金属涂层1、聚烯烃基材2。
具体实施方式
[0019]下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
[0020]另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
[0021]本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
[0022]本申请提供了一种用于集流体基膜的纳米金属涂层1，该纳米金属涂层1按质量百分比包括以下组分：0.3
‑
1%的金属纳米颗粒、0.02
‑
2%的粘接剂、0.1
‑
1%的表面活性剂、0.5
‑
5%的分散剂以及余量的溶剂。
[0023]其中，金属纳米颗粒为该涂层的主体；粘接剂用于给金属纳米涂层提供基础的附着力；表面活性剂则起润湿作用，降低溶剂的表面张力，使得涂层在涂覆时能够更好的附着在基材表面；上述分散剂能够使金属纳米颗粒均匀的分散在溶剂中，从而在涂覆时可提升金属纳米颗粒在基材上分布的均匀性；其中，溶剂为水，其目的在于使各组分能够溶解或分散在其中，并给该纳米金属涂层的浆料提供流动性，在纳米金属涂层干燥固化后，溶剂会随之蒸发。
[0024]在一种可选的示例中，上述金属纳米颗粒可以是但不限于纳米银或纳米铜，其粒
径为40
‑
80nm，示例性的，可以选用40nm、60nm和80nm的纳米银，或40nm、60nm和80nm的纳米铜。
[0025]在一种可选的示例中，上述粘接剂为具有粘黏性且不与纳米金属涂层中其他物质发生反应的成分，例如，上述粘接剂可以是但不限于羟甲基纤维素钠和聚丙烯酸中的一种或几种；上述表面活性剂可以是但不限于十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酸烷羟基铵和环氧乙烷聚合物中的一种或几种；上述分散剂可以是但不限于聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和异丙醇中的一种或几种。
[0026]本申请公开的纳米金属涂层1可以应用在电池的集流体中，例如，其可以涂覆在锂电池的集流体基膜上。
[0027]本申请进一步提供了一种复合集流体基膜，如图1所示，其包括上述纳米金属涂层1，以及聚烯烃基材2，纳米金属涂层1附着于聚烯烃基材2的相对的两侧表面；示例性的，以聚烯烃基材2水平放置为例，上述纳米金属涂层1可以通过但不限于刮刀涂布、迈耶棒涂布、凹版辊涂布、喷涂、浸涂等方式的方式，涂覆于聚烯烃基材2的上、下两侧表面；在本申请公开的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于集流体基膜的纳米金属涂层，其特征在于，所述纳米金属涂层按质量份数包括以下组分：0.3
‑
1份的金属纳米颗粒、0.02
‑
2份的粘接剂、0.1
‑
1份的表面活性剂、0.5
‑
5份的分散剂。2.如权利要求1所述用于集流体基膜的纳米金属涂层，其特征在于，所述金属纳米颗粒为纳米银或纳米铜。3.如权利要求2所述用于集流体基膜的纳米金属涂层，其特征在于，所述金属纳米颗粒的粒径为40
‑
80nm。4.如权利要求1至3中任一项所述用于集流体基膜的纳米金属涂层，其特征在于，所述粘接剂为羟甲基纤维素钠和聚丙烯酸中的一种或几种；和/或所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酸烷羟基铵和环氧乙烷聚合物中的一种或几种；和/或所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和异丙醇中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兆平，李凯，张辉，刘建金，
申请(专利权)人：深圳中兴新材技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：