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一种高抗拉复合集流体、制备方法及包含该复合集流体的电池技术

技术编号:41152617 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-30 18:18
本发明专利技术公开了一种高抗拉复合集流体、制备方法及包含该复合集流体的电池,其中复合集流体包括一种高抗拉复合集流体,包括胶粘层以及设置在胶粘层厚度方向两侧的第一金属层和第二金属层,所述胶粘层的原料中包括树脂、填料和溶剂,按重量计,树脂1~10份、溶剂10~18份、填料1~9份。通过胶粘层以及在胶粘层内中添加填料,有效提高了金属层与胶粘层之间的结合力,得到的高剥离强度和高抗拉强度的复合集流体,制得的复合集流体的剥离强度>2.8N/mm;抗拉强度>564MPa。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池制造领域,具体涉及一种高抗拉复合集流体、制备方法及包含该复合集流体的电池


技术介绍

1、集流体作为锂离子电池不可或缺的关键材料,起着承载正负极材料和收集、传输电子的作用。传统集流体不仅制备成本高,除此之外,其抗拉性差,容易产生大尺寸毛刺,刺破隔膜,会使正负极溶液混合引起安全事故。因此,传统集流体已无法满足人们日益增长的需求。

2、复合集流体由多层结构复合而成,因其具有良好的导电性和制备成本低等特性,成为锂离子电池最具潜力的新型集流体材料。尽管复合集流体具有很多优异的性能,但是某些方面的不足限制了它在锂电池领域中的发展。低抗拉强度复合集流体在生产过程中难以适应高速的生产过程,时常发生断带现象,这极大的影响了生产效率。与此同时,低抗拉强度会抑制产品功能的发挥,甚至导致产品功能失效,引发安全性问题。因此,目前迫切需要具有高抗拉强度的复合集流体。


技术实现思路

1、为克服上述缺点,本专利技术的目的之一在于提供高抗拉复合集流体及其制备方法,通过向胶粘剂中添加填料达到增强复合集流体抗拉强度的目的。

2、为了达到以上目的,本专利技术采用的技术方案是:一种高抗拉复合集流体,包括胶粘层以及设置在胶粘层厚度方向两侧的第一金属层和第二金属层,所述胶粘层的原料中包括树脂、填料和溶剂。

3、树脂的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、黏结性及物理力学性能非常优异,例如环氧树脂分子中含有两个或更多环氧基团,并可在一定条件下形成具有交联网络结构的固化物,但其韧性、抗冲击性相对较弱。在填料中加入树脂对树脂进行改性,能够很好地提高树脂的韧性、强度及一些物化性能,如在环氧树脂中加入碳化硼能够很好地提高环氧树脂的韧性和强度。碳化硼作为最坚硬的材料之一,具有强度高、模量高、密度低、耐高温、化学稳定性好等优点。

4、进一步地,按重量计,树脂1~10份、溶剂10~18份、填料1~9份。示例性地,树脂为1份、3份、5份、7份、9份、10份;溶剂10份、12份、14份、16份、18份;填料1份、3份、5份、7份、9份。

5、进一步地,第一金属层或第二金属层的厚度为0.01μm-10μm,胶粘层的厚度为0.01μm-10μm。示例性地,第一金属层的厚度为0.01μm、0.1μm、1μm、3μm、5μm、7μm、10μm;第二金属层的厚度为0.01μm、0.1μm、1μm、3μm、5μm、7μm、10μm;胶粘层的厚度为0.01μm、0.05μm、0.1μm、0.5μm、1μm、3μm、5μm、7μm、10μm。

6、进一步地,第一金属层或第二金属层的厚度为0.2μm-1.5μm,胶粘层的厚度为0.01μm-3μm。

7、进一步地,树脂选自环氧树脂、聚乙烯醇、丙烯酸树脂、聚氨酯中的一种或多种。

8、进一步地,溶剂选自乙醚、丙酮、正丁醇、甲苯中的一种或多种。

9、进一步地,填料选自石英粉、氧化铬粉、瓷粉、铁粉、水泥、碳化硼中的一种或多种。

10、进一步地,所述第一金属层材料选自铜、铝、银和钴中的一种或多种,所述第二金属层材料选自铜、铝、银和钴中的一种或多种。

11、一种如上所述的高抗拉复合集流体的制备方法,包括如下步骤:

12、s1、制备第一金属层:在离型膜厚度方向的两个侧面制备第一金属层;

13、s2、配制混合液:按照相应的比例称取树脂、填料和溶剂进行混合、搅拌,得到混合液;

14、s3、制备胶粘层:将混合液通过喷涂或涂布技术在第一金属层表面制备涂层,固化后,得到胶粘层;

15、s4、制备第二金属层:在胶粘层表面通过气相沉积法或化学镀制备第二金属层,在离型膜的两面分别形成包含第一金属层-胶粘层-第二金属层的复合集流体;

16、s5、剥离复合集流体:将s4中制备的复合集流体和离型膜剥离,同时得到两个高抗拉复合集流体。

17、进一步地,离型膜的离型力为3~25gf/25mm。示例性地,离型膜的离型力为3gf/25mm、5gf/25mm、10gf/25mm、15gf/25mm、20gf/25mm、25gf/25mm。

18、进一步地,离型膜的厚度为8-50μm。示例性地,离型膜的厚度为8μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm。

19、进一步地,s1中,溶液搅拌转速大于1000rpm,搅拌时间为5~20min。

20、进一步地,s3中,通过喷涂或涂布技术在第一金属层表面制备涂层,涂布技术中涂布距离为100mm~300mm,推进速度为1.0~10mm/min。示例性地,涂布技术中涂布距离为100mm、150mm、200mm、250mm、300mm;推进速度为1mm/min、3mm/min、5mm/min、7mm/min、9mm/min、10mm/min。此处的涂布距离是指涂布宽带。

21、进一步地,s4中,复合集流体和离型膜剥离的具体步骤为:离型膜两面的复合集流体分别卷绕在两个第一收卷辊上,离型膜卷绕在第二收卷辊上,转动第一收卷辊和第二收卷辊,进行复合集流体的收卷和离型膜的回收,其中第二收卷辊位于两个第一收卷辊之间。

22、一种电池,包含如上所述的高抗拉复合集流体。

23、本专利技术的有益效果是:

24、1)通过胶粘层以及在胶粘层内中添加树脂、填料和溶剂,对其进行改性,提高了胶粘层的韧性和抗拉强度,得到的高剥离强度和高抗拉强度的复合集流体,制得的复合集流体的剥离强度>2.8n/mm;抗拉强度>564mpa。

25、2)通过离型膜的设置,使一次制备工艺,可制得两卷复合集流体,增加了复合集流体的生产效率,降低复合集流体的生产成本。

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【技术保护点】

1.一种高抗拉复合集流体,其特征在于,包括胶粘层以及设置在胶粘层厚度方向两侧的第一金属层和第二金属层,所述胶粘层的原料中包括树脂、填料和溶剂。

2.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,按重量计,树脂1~10份、溶剂10~18份、填料1~9份。

3.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,第一金属层或第二金属层的厚度为0.01μm-10μm,胶粘层的厚度为0.01μm-10μm。

4.根据权利要求3所述高抗拉复合集流体,其特征在于,第一金属层或第二金属层的厚度为0.2μm-1.5μm,胶粘层的厚度为0.01μm-3μm。

5.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,所述树脂选自环氧树脂、聚乙烯醇、丙烯酸树脂、聚氨酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,所述溶剂选自乙醚、丙酮、正丁醇、甲苯中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,所述填料选自石英粉、氧化铬粉、瓷粉、铁粉、水泥、碳化硼中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,所述第一金属层材料选自铜、铝、银和钴中的一种或多种,所述第二金属层材料选自铜、铝、银和钴中的一种或多种。

9.一种根据权利要求1~8任一项所述的高抗拉复合集流体的制备方法,包括如下步骤:

10.根据权利要求9所述的高抗拉复合集流体的制备方法,其特征在于,离型膜的离型力为3~25gf/25mm。

11.根据权利要求9所述的高抗拉复合集流体的制备方法,其特征在于,S1中,溶液搅拌转速大于1000rpm,搅拌时间为5~20min。

12.根据权利要求9所述的高抗拉复合集流体的制备方法,其特征在于,S3中,通过喷涂或涂布技术在第一金属层表面制备涂层,涂布技术中涂布距离为100mm~300mm,推进速度为1.0~10mm/min。

13.根据权利要求9所述的高抗拉复合集流体的制备方法,其特征在于,S4中,复合集流体和离型膜剥离的具体步骤为:离型膜两面的复合集流体分别卷绕在两个第一收卷辊上,离型膜卷绕在第二收卷辊上,转动第一收卷辊和第二收卷辊,进行复合集流体的收卷和离型膜的回收,其中第二收卷辊位于两个第一收卷辊之间。

14.一种电池,其特征在于,包含如权利要求1~8任一项所述的高抗拉复合集流体。

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【技术特征摘要】

1.一种高抗拉复合集流体,其特征在于,包括胶粘层以及设置在胶粘层厚度方向两侧的第一金属层和第二金属层,所述胶粘层的原料中包括树脂、填料和溶剂。

2.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,按重量计,树脂1~10份、溶剂10~18份、填料1~9份。

3.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,第一金属层或第二金属层的厚度为0.01μm-10μm,胶粘层的厚度为0.01μm-10μm。

4.根据权利要求3所述高抗拉复合集流体,其特征在于,第一金属层或第二金属层的厚度为0.2μm-1.5μm,胶粘层的厚度为0.01μm-3μm。

5.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,所述树脂选自环氧树脂、聚乙烯醇、丙烯酸树脂、聚氨酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,所述溶剂选自乙醚、丙酮、正丁醇、甲苯中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,所述填料选自石英粉、氧化铬粉、瓷粉、铁粉、水泥、碳化硼中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述高抗拉复合集流体,其特征在于,所述第一金属层材料选...

【专利技术属性】
技术研发人员:何翠武俊伟翁伟嘉
申请(专利权)人:江苏英联复合集流体有限公司
类型:发明
国别省市:

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