一种高导热分布式铜铝复合集流体制造技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，具体为一种高导热分布式铜铝复合集流体

【技术实现步骤摘要】
一种高导热分布式铜铝复合集流体


[0001]本专利技术涉及电池
，具体为一种高导热分布式铜铝复合集流体
。

技术介绍

[0002]集流体是锂电池中不可或缺的组成部件之一，现有的集流体的制备工艺中，通常以纯铜箔为负极
、
纯铝箔为正极，将活性浆料直接涂覆在铜箔和铝箔集流体表面，并对纯铝箔采用压延工艺，对纯铜箔采用电解工艺进行制备
。
不管是铜箔还是铝箔，都是单体材料，其表面只能涂覆单一活性物质正极材料或者负极材料，但刚性金属集流体与活性材料颗粒见的接触面积有限，不仅限制了锂电池的结构设计多样性，同时还会造成界面电阻变大，引起内阻上升，容易发生着火或爆炸
。
因此，需要研发一种高导热的粘结层，不仅能够提高薄膜与极片之间的粘结力，还能快速导出电池内部产热，避免电池起火
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高导热分布式铜铝复合集流体，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种高导热分布式铜铝复合集流体的制备方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1：
[0006]S1
：将聚乙烯醇分散在水中，加热搅拌溶解，得到聚乙烯醇溶液；将丙烯酰胺
、
丙烯酸
、
水混合后超声溶解，得到物料
A
；将丙烯醛
、
丙烯酸
、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠
、
三氯化铁
、
吡咯
、
水混合，搅拌反应2～
3h
，得到物料
B
；
[0007]S2
：氮气环境下，向聚乙烯醇溶液中加入物料
A
和过硫酸钾，升温至
40
～
60℃
，反应4～
6h
；分3～6次加入物料
B
继续反应6～
8h
，加入氨水调节
pH
至7～
7.5
，得到粘结剂乳液；
[0008]S3
：将碳化硅粉体分散在水中，加入聚乙烯亚胺，搅拌均匀后，喷雾干燥得到改性碳化硅粉体；
[0009]步骤2：按重量百分数计，将改性碳化硅粉体
、
纳米银粉
、
粘结剂乳液混合，搅拌
30
～
60min
得到高导热粘结层涂液，对高分子薄膜进行放卷，在上下表面分别进行涂覆，形成高导热粘结层；
[0010]步骤3：取铝片和铜片，将铝片压延成铝箔；将铜片压延成铜箔；将铝箔和铜箔分别与高导热粘结层进行复合，热老化
、
收卷得到高导热分布式铜铝复合集流体
。
[0011]进一步地，
S1
中，聚乙烯醇溶液中，各组分含量，按重量百分数计，
15
～
20
％聚乙烯醇
、80
～
85
％去离子水
。
[0012]进一步地，
S1
中，物料
A
各组分含量，按重量百分数计，
30
～
40
％丙烯酰胺
、10
～
20
％丙烯酸
、40
～
60
％水
。
[0013]进一步地，
S1
中，物料
B
各组分含量，按重量百分数计，
10
～
15
％丙烯醛
、35
～
45
％丙烯酸
、5
～
10
％2‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠
、10
～
15
％三氯化铁
、2
～3％吡咯
、
余料为水
。
[0014]进一步地，
S2
中，粘结剂乳液中各组分用量，按重量计，
3.2
～
4.8
份聚乙烯醇溶液
、1.6
～
2.4
份物料
A、0.05
～
0.08
份过硫酸钾
、4.4
～
5.6
份物料
B。
[0015]进一步地，
S3
中，各组分用量，按重量计，
15
～
20
份碳化硅粉体
、100
份水
、22
～
28
份聚乙烯亚胺
。
[0016]进一步地，步骤2中，高导热粘结层涂液中，各组分含量，按重量百分数计，
15
～
20
％改性碳化硅粉体
、0.3
～
0.5
％纳米银粉
、75
～
80
％粘结剂乳液
。
[0017]进一步地，步骤2中，放卷张力为
50
～
200N
；
。
[0018]进一步地，步骤2中，高导热粘结层涂液的单面涂覆面密度为1～
20g/m2。
[0019]进一步地，步骤3中，铝箔厚度为5～
20
μ
、
铜箔厚度为2～
15
μ
m。
[0020]进一步地，步骤3中，复合压力为
0.5
～
1.5MPa
，复合温度为
30
～
40℃
，复合速度为
100
～
200m/min
；热老化温度为
30
～
50℃
，时间为5～
50s
；收卷张力为
50
～
200N。
[0021]进一步地，步骤3中，铜铝复合集流体厚度为
10
～
70
μ
m。
[0022]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术制备了一种高导热分布式铜铝复合集流体，有效减少了电池内部应力的影响，避免极片出现褶皱，同时解决了极耳在叠片过程中易断的问题，集流体的穿测强度大于
100gf
，水平和垂直拉伸强度均大于
100MPa
，水平和垂直延伸率大于2％
。
[0023]在本专利技术中，通过制备高导热粘结层涂液，在高分子薄膜表面形成高导热粘结层，能够及时导出电池内部产热，避免电池起火
。
在制备高导热粘结层涂液时，本专利技术将丙烯酰胺
、
丙烯酸和水混合，得到组分
A
；将丙烯醛
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高导热分布式铜铝复合集流体，其特征在于：所述高导热分布式铜铝复合集流体包括高分子薄膜
(3)、
高导热粘结层
(2)、
铜层
(1)
和铝层
(4)
；所述高导热粘结层
(2)
贴附在高分子薄膜
(3)
两面；所述铜层
(1)
和铝层
(4)
分别通过高导热粘结层
(2)
与高分子薄膜
(3)
相贴合
。2.
根据权利要求1所述的一种高导热分布式铜铝复合集流体，其特征在于：所述高导热分布式铜铝复合集流体厚度为
10
～
70
μ
m
；铜层
(1)
厚度为2～
15
μ
m、
铝层
(4)
厚度为5～
20
μ
m。3.
根据权利要求1所述的一种高导热分布式铜铝复合集流体，其特征在于：高导热粘结层
(2)
由高导热粘结层涂液经过涂覆
、
压力复合
、
老化后在高分子薄膜
(3)
表面形成；高导热粘结层涂液单面涂布面密度为1～
20g/m2。4.
根据权利要求3所述的一种高导热分布式铜铝复合集流体，其特征在于：高导热粘结层涂液的制备方法，包括以下步骤：
S1
：配制聚乙烯醇溶液；将丙烯酰胺
、
丙烯酸
、
水混合后超声溶解，得到物料
A
；将丙烯醛
、
丙烯酸
、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠
、
三氯化铁
、
吡咯和水混合，搅拌反应，得到物料
B
；
S2
：氮气环境下，向聚乙烯醇溶液中加入物料
A
和过硫酸钾，升温至
40
～
60℃
，反应4～
6h
；分3～6次加入物料
B
继续反应6～
8h
，加入氨水调节
pH
至7～
7.5
，得到粘结剂乳液；
S3
：将改性碳化硅粉体
、
纳米银粉
、
粘结剂乳液混合，搅拌
30
～
60min
得到高导热粘结层涂液
。5.
根据权利要求4所述的一种高导热分布式铜铝复合集流体，其特征在于：
S1
中，物料
A
中各组分用量，按重量百分数计，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成豪，李正林，李学法，张国平，
申请(专利权)人：扬州纳力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：