一种新型复合集流体结构制造技术

本技术公开了一种新型复合集流体结构，包括：中心层，所述中心层的上方与下方分别设置有上表面层和下表面层，所述上表面层、下表面层均设置有微孔结构；所述上表面层的上方设置有上金属层，所述下表面层的下方设置有下金属层。本技术设计的新型复合集流体结构，在表面层设置微孔结构，能够提高金属层的金属原子与表面层的聚烯烃基材的结合力，有利于金属层的附着，可以降低该复合集流体的内阻、提高电导率，保证导电性能；设置阻隔层可以将多层结构中的水分、气体进一步阻隔，消除水分和气体的干扰，可以获得更加均匀的金属层；设置凹陷结构，可以提高材料结合强度，保证整体性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于复合集流体生产，具体涉及一种新型复合集流体结构。

技术介绍

1、集流体是锂电池的重要组成部分，主要作用是承载正负极的电极材料，同时收集电流和传导电子。复合集流体由多层结构复合而成，因其具有高安全性、良好的导电性等特性，成为锂离子电池最具潜力的新型集流体材料。

2、然而，锂离子电池在长期的充放电过程中，集流体表面的金属层会被电池中的有机电解质腐蚀，导致金属层与电极活性材料之间结合力较弱，甚至损害复合集流体表面性能和导电性能。

3、因此，设计了一种新型复合集流体结构来解决上述问题。

4、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术中的不足，本技术的目的在于提供一种新型复合集流体结构。

2、为达到以上目的及其他相关目的，本技术提供的技术方案是：一种新型复合集流体结构，包括：中心层，所述中心层的上方与下方分别设置有上表面层和下表面层，所述上表面层、下表面层均设置有微孔结构；所述上表面层的上方设置有上金属层，所述下表面层的下方设置有下金属层。在本方案中，在表面层设置微孔结构，能够提高金属层的金属原子与表面层的聚烯烃基材的结合力，进而有利于金属层的附着，可以降低该复合集流体的内阻、提高电导率。

3、进一步的，所述上表面层与所述上金属层之间设置有上阻隔层，所述下表面层与所述下金属层之间设置有下阻隔层。在本方案中，阻隔层的设置可以将表面层与中心层之间形成的多层结构中的水分、气体进一步阻隔，在后续形成金属层的过程中可以消除水分和气体的干扰，可以获得更加均匀的金属层。

4、进一步的，所述微孔结构的平均孔径为30nm～80nm，且孔隙率为25％～45％。在本方案中，保证金属层的金属原子与表面层的聚烯烃基材的结合力，保证金属层的附着效果。

5、进一步的，所述上金属层的材料与所述下金属层的材料相同，均为纳米金属涂层或/和金属沉积层。在本方案中，采用纳米金属涂层或/和金属沉积层来实现金属层在表面层层上的附着，使得金属材料在表面层上附着均匀，保证其导电性能，也能控制整体的厚度，提高集流体的轻量化。

6、进一步的，所述上金属层与所述下金属层的外表面均设置有规则凹陷结构。在本方案中，规则凹陷结构可以优化金属层的微观组织、表面结构和残余应力，提高正负极材料与处理后的金属层之间的结合强度。

7、进一步的，所述规则凹陷结构为弧形凹陷结构或多边形凹陷结构中的一种。在本方案中，可通过机械摩擦、超声冲击、激光冲击等方法对金属层的外表面进行粗化处理，使金属层远离中心层的外表面上具有规则的微观凹陷结构，保证结合强度。

8、进一步的，所述上金属层与所述下金属层的外表面均设置有不规则凹陷结构。在本方案中，不规则凹陷结构可优化金属层的微观组织、表面结构和残余应力，金属层的外表面具有不规则凹陷结构，可以使整体制备工艺更为方便。

9、进一步的，所述不规则凹陷结构的表面粗糙度范围为1nm～50nm。在本方案中，可通过磁控溅射或真空蒸镀的物理气相沉积法对金属层的外表面进行粗化处理，使金属层远离中心层的外表面上形成不规则的凹陷结构，提高制备效率。

10、进一步的，所述上阻隔层的厚度与所述下阻隔层的厚度相等，且厚度范围均为5nm～500nm。在本方案中，保证可以形成均匀的阻隔层的前提下，也满足了集流体的轻量化生产。

11、进一步的，所述上表面层的厚度与所述下表面层的厚度相同，且厚度范围均为10nm～100nm。在本方案中，保证表面层附着均匀的前提下，也满足了集流体的轻量化生产。

12、由于上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比具有的有益效果是：

13、本技术设计的新型复合集流体结构，在表面层设置微孔结构，能够提高金属层的金属原子与表面层的聚烯烃基材的结合力，有利于金属层的附着，可以降低该复合集流体的内阻、提高电导率，保证导电性能；设置阻隔层可以将多层结构中的水份、气体进一步阻隔，消除水份和气体的干扰，可以获得更加均匀的金属层；设置凹陷结构，可以提高材料结合强度，保证整体性能。

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【技术保护点】

1.一种新型复合集流体结构，其特征在于，包括：中心层(1)，所述中心层(1)的上方与下方分别设置有上表面层(2)和下表面层(3)，所述上表面层(2)、下表面层(3)均设置有微孔结构(4)；所述上表面层(2)的上方设置有上金属层(5)，所述下表面层(3)的下方设置有下金属层(6)；

2.根据权利要求1所述的一种新型复合集流体结构，其特征在于：所述上表面层(2)与所述上金属层(5)之间设置有上阻隔层(7)，所述下表面层(3)与所述下金属层(6)之间设置有下阻隔层(8)。

3.根据权利要求1所述的一种新型复合集流体结构，其特征在于：所述上金属层(5)的材料与所述下金属层(6)的材料相同，均为纳米金属涂层或/和金属沉积层。

4.根据权利要求2所述的一种新型复合集流体结构，其特征在于：所述上阻隔层(7)的厚度与所述下阻隔层(8)的厚度相等，且厚度范围均为5nm～500nm。

5.根据权利要求1所述的一种新型复合集流体结构，其特征在于：所述上表面层(2)的厚度与所述下表面层(3)的厚度相同，且厚度范围均为10nm～100nm。

【技术特征摘要】

1.一种新型复合集流体结构，其特征在于，包括：中心层(1)，所述中心层(1)的上方与下方分别设置有上表面层(2)和下表面层(3)，所述上表面层(2)、下表面层(3)均设置有微孔结构(4)；所述上表面层(2)的上方设置有上金属层(5)，所述下表面层(3)的下方设置有下金属层(6)；

2.根据权利要求1所述的一种新型复合集流体结构，其特征在于：所述上表面层(2)与所述上金属层(5)之间设置有上阻隔层(7)，所述下表面层(3)与所述下金属层(6)之间设置有下阻隔层(8)。

【专利技术属性】
技术研发人员：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：新型
国别省市：