【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集流体复合膜制备领域，具体而言，涉及一种集流体复合膜、其制备方法及电池。
技术介绍
1、集流体是指锂电池中收集电子流的结构或部件，在动力电池(锂电池)中，一般选用金属箔作为集流体，正极选用铝箔，负极选用铜箔。铜箔在锂电池中既充当负极活性物质的载体，又充当负极电子流的收集与传输体，因此铜箔的抗拉强度、延伸性、致密性、表面粗糙度、厚度均匀性及外观质量等对锂离子电池负极制作工艺和锂离子电池的电化学性能有着很大的影响。传统的金属铜箔集流体存在韧性差、力学性能和机械性能较差、密度大等问题，并且在电池加工使用过程中易断裂形成毛刺，而毛刺容易刺穿隔膜，造成微短路，进而导致电池热失控，存在安全风险。电池充放电使用过程中，负极材料体积也随之变化，铜箔不停的处于拉伸-恢复的过程，另外由于电解液中残留hf的腐蚀铜箔，铜箔的抗拉强度也会逐渐降低，引起容量降低性能下降，电阻增加，产热增加等安全隐患。
2、新一代安全廉价的锂电池材料大大拓宽了锂电池的应用范围。铜箔变薄可使相同电芯体积容纳更多活性材料，6μm和4.5μm铜箔相比8μm铜箔能量密度分别提升5％和9％。此外铜箔越薄，电池成本越低、受铜价影响越小。复合铜箔可有效解决电池热失控问题，提升电池安全性。
3、集流体复合膜是一种“三明治”结构的复合材料，中间层是高分子基材，上下各镀一层金属材料。“三明治”结构的复合膜具有以下几方面的优势：(1)同等情况下，铜的用量只有原来的1/3至1/2；(2)复合铜箔中间的塑料隔膜层可以大大提高电池的燃烧安全性；(3)部分铜替换成塑
4、现有的复合铜箔集流体制备技术一般采用两步法：第一步，使用磁控溅射镀膜的方法在高分子基膜表面形成导电种子层，厚度大约为20～60nm，要求方阻不超过2.5欧；第二步，采用电镀方法，在导电种子层表面使铜膜加厚至1μm，方阻不超过20毫欧。上述方法的缺陷是：由于第二步电镀工艺对导电种子层的电阻要求，使得采用溅射方法镀膜必须要厚度在20nm以上，走膜速度较低(30m/min)导致生产效率低下，且磁控溅射镀膜设备昂贵，能耗高，导致生产成本居高不下。同时电镀过程存在镀膜厚度不均，基膜宽度受限以及电解液利用率低等问题。
5、鉴于上述问题的存在，需要提供一种新的对镀膜厚度和基膜的宽度要求不高、生产成本低，且性能优异的集流体复合膜的制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种集流体复合膜、其制备方法及电池，以解决现有的集流体复合膜的制备方法存在对镀膜厚度和基膜的宽度要求苛刻及生成成本高的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种集流体复合膜的制备方法，该制备方法包括：在基膜的至少一个表面形成金属活化层，金属活化层的厚度≤5nm；在至少一个金属活化层的表面进行化学镀，形成金属增厚层，以获得集流体复合膜。
3、进一步地，金属活化层的厚度为0.05～5nm。
4、进一步地，形成金属活化层的过程包括：在真空度为0.01pa和惰性气氛下，采用磁化溅射设备对基膜进行镀膜，得到金属活化层，优选基膜的走膜速度≥300m/min。
5、进一步地，化学镀过程的温度为30～60℃。
6、进一步地，基膜的材质选自单层膜或至少两个单层膜形成的复合膜，其中单层膜选自聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯硫醚、聚氟乙烯或聚偏氟乙烯。
7、进一步地，基膜的厚度为2～7.5μm。
8、进一步地，形成金属活化层和金属增厚层的金属分别独立地选自铜、铁、钴和镍中的一种或多种，或者锡-铜合金、镍-铜合金、锰-铜合金、锌-铜合金、铝-铜合金，且各合金材料中铜含量大于60％，控制磷含量不超过1％。
9、进一步地，形成金属活化层和金属增厚层的金属相同，且选自铜、镍、锡-铜合金、镍-铜合金、锰-铜合金、锌-铜合金或铝-铜合金。
10、本申请的另一方面还提供了一种集流体复合膜，该集流体复合膜采用本申请提供的制备方法制得。
11、本申请的又一方面还提供了一种电池，包括集流体复合膜，集流体复合膜为上述集流体复合膜。
12、应用本专利技术的技术方案，本申请采用磁控溅射镀膜和化学镀膜两者相结合的生产工艺来生产复合集流体铜箔。在基膜表面形成金属活化层，以对基膜进行活化，为下一道工序化学镀做好基础。由于金属活化层的厚度较薄，因而其可以在较快的速度下进行镀膜，且相比现有工艺，能够大幅提升生产效率。使用化学镀法替代电镀法，因对基膜导电性无要求，这使得其可以使用更大宽幅的基膜生产集流体复合膜，同时也能提高成品率。此外采用化学镀的方法还能够抑制镀液的无效利用，提升其利用率，降低工艺的成本。在此基础上，采用上述方法能够大大提高集流体复合膜的生产速率，对基膜的宽度的无要求，同时还有利于降低工艺成本。
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1.一种集流体复合膜的制备方法，其特征在于，所述集流体复合膜的制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的集流体复合膜的制备方法，其特征在于，所述金属活化层的厚度为0.05～5nm。
3.根据权利要求1或2所述的集流体复合膜的制备方法，其特征在于，形成所述金属活化层的过程包括：在真空度为0.01Pa和惰性气氛下，采用磁化溅射设备对所述基膜进行镀膜，得到所述金属活化层，优选所述基膜的走膜速度≥300m/min。
4.根据权利要求3所述的集流体复合膜的制备方法，其特征在于，所述化学镀过程的温度为30～60℃。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的集流体复合膜的制备方法，其特征在于，所述基膜的材质选自单层膜或至少两个单层膜形成的复合膜，其中所述单层膜选自聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯硫醚、聚氟乙烯或聚偏氟乙烯。
6.根据权利要求5所述的集流体复合膜的制备方法，其特征在于，所述基膜的厚度为2～7.5μm。
7.根据权利要求5所述的集流体复合膜的制备方法，其特征在于，形成所述金属活化层和所述金属增厚层的金属分
8.根据权利要求7所述的集流体复合膜的制备方法，其特征在于，形成所述金属活化层和所述金属增厚层的金属相同，且选自铜、镍、锡-铜合金、镍-铜合金、锰-铜合金、锌-铜合金或铝-铜合金。
9.一种集流体复合膜，其特征在于，所述集流体复合膜采用权利要求1至8中任一项所述的制备方法制得。
10.一种电池，包括集流体复合膜，其特征在于，所述集流体复合膜为权利要求9所述的集流体复合膜。
...【技术特征摘要】
1.一种集流体复合膜的制备方法，其特征在于，所述集流体复合膜的制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的集流体复合膜的制备方法，其特征在于，所述金属活化层的厚度为0.05～5nm。
3.根据权利要求1或2所述的集流体复合膜的制备方法，其特征在于，形成所述金属活化层的过程包括：在真空度为0.01pa和惰性气氛下，采用磁化溅射设备对所述基膜进行镀膜，得到所述金属活化层，优选所述基膜的走膜速度≥300m/min。
4.根据权利要求3所述的集流体复合膜的制备方法，其特征在于，所述化学镀过程的温度为30～60℃。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的集流体复合膜的制备方法，其特征在于，所述基膜的材质选自单层膜或至少两个单层膜形成的复合膜，其中所述单层膜选自聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯硫醚、聚氟乙烯或聚偏氟乙烯。
【专利技术属性】
技术研发人员：杨楚峰，魏梦娟，
申请(专利权)人：浙江福斯特新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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