【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池材料领域，具体而言，涉及一种高分子基材及其制备方法，复合集流体，电极片以及锂离子电池。
技术介绍
1、集流体作为锂离子电池的重要组成部分，起着收集电流、承载负极活性物质的作用，其性能直接关系着锂离子电池的循环寿命、能量密度、安全性能等。传统铜箔或铝箔等金属箔集流体存在质量大、成本高等缺点，难以满足人们对锂离子电池集流体越来越高的性能要求。为改善集流体性能，近年来研发了复合集流体，在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(pet薄膜)、双向拉伸聚丙烯薄膜(bopp薄膜)或者聚酰亚胺薄膜(pi薄膜)等高分子膜材的上下两面设置厚度约为1微米的金属层。与传统金属箔集流体相比，复合集流体具有导电性高、成本低，质量轻的优点。
2、然而，现有的复合集流体中，高分子膜材还至少存在以下技术问题：高分子膜材(如bopp薄膜等)耐热性差，在复合集流体使用过程中受热容易老化，进而降低锂离子电池的安全性能和循环性能，而且力学性能也比较弱，制备得到复合集流体后力学性能还会进一步衰减，导致复合集流体在涂布电极材料时，只能使用非常慢的车速，否则有断带的风险，影响生产效率、增加成本；虽然一些高分子膜材(如pet薄膜等)具有成本低、力学性能优异，热稳定好的特点，能很好的适应复合铜箔及负极材料的加工工艺，但是该类高分子膜材的化学性质不稳定，在电解液中不稳定，容易降解和腐蚀，导致复合集流体装配锂离子电池后，循环容量衰减严重、循环寿命很短；而且现有复合集流体中的导电层与高分子膜材之间的结合力普遍较低，容易造成导电层从高分子膜材剥离或脱落的风险，进而
3、因此，如何提出一种高分子基材及其制备方法，复合集流体，电极片以及锂离子电池，能够提升复合集流体的综合性能，以解决或至少缓解上述至少一个技术问题，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述技术问题，本专利技术提供一种高分子基材及其制备方法，复合集流体，电极片以及锂离子电池，以解决或至少缓解上述高分子基材中存在的至少一个技术问题及其导致复合集流体、电极片以及锂离子电池中存在的技术问题。
2、根据本专利技术的具体实施方式，第一方面，本专利技术提供一种用于复合集流体的高分子基材，包括高分子膜材和涂层，所述涂层设置在所述高分子膜材的至少一个表面，所述涂层的主要成分为聚脲树脂，所述聚脲树脂由第一组分和第二组分在溶剂中反应形成，所述第一组分的主要成分为异氰酸酯，所述第二组分的主要成分为胺基化合物，所述溶剂用于溶解所述第一组分和第二组分，所述第一组分、所述第二组分和所述溶剂的质量份数比为10～35:8～35:30～82。
3、可选地，所述异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和聚醚改性异氰酸酯中的一种或者多种。
4、可选地，所述胺基化合物包括聚醚胺，聚酯胺和改性胺类化合物中的一种或者多种。
5、可选地，所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺、甲苯中的一种或者多种。
6、可选地，所述第一组分、所述第二组分和所述溶剂的质量份数比为25～35:23～35:30～52。
7、可选地，所述第一组分的固含量为30％～65％。
8、可选地，所述第二组分的固含量为30％～65％。
9、可选地，所述涂层的厚度为0.5～10微米。
10、可选地，所述高分子膜材为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜。
11、根据本专利技术的具体实施方式，第二方面，本专利技术提供一种如前所述任一项用于复合集流体的高分子基材的制备方法，包括以下步骤：
12、步骤(s1)，将所述第一组分和所述第二组分混合得到混合物料，高速搅拌所述混合物料；
13、步骤(s2)，向所述混合物料中加入所述溶剂，调整固含量为15％～35％，调整粘度至500cps以下，形成浆料；以及
14、步骤(s3)，将所述浆料涂布到所述高分子膜材的至少一个表面，干燥，在所述高分子膜材的至少一个表面形成所述涂层。
15、可选地，所述步骤(s1)中，在高速搅拌形成所述混合物料的过程中，控制混合物料及搅拌温度为10～35℃。
16、可选的，所述高速搅拌的时间为20～40分钟。
17、根据本专利技术的具体实施方式，第三方面，本专利技术提供一种复合集流体，包括高分子基材和导电层，所述高分子基材为如前所述任一项用于复合集流体的高分子基材，或者如前所述任一项制备方法得到的用于复合集流体的高分子基材，所述导电层设置在所述涂层远离所述高分子膜材的表面。
18、根据本专利技术的具体实施方式，第四方面，本专利技术提供一种电极片，包括集流体和电极膜片，所述电极膜片设置在所述集流体表面，所述集流体采用如前所述任一复合集流体。
19、根据本专利技术的具体实施方式，第五方面，本专利技术提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片和隔膜，所述隔膜设置在所述正极片和所述负极片之间，所述正极片和/或所述负极片采用如前所述电极片。
20、本专利技术实施例的上述方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
21、(1)本专利技术高分子基材中，高分子膜材的表面设置主要成分为聚脲树脂的涂层，聚脲树脂涂层富含极性基团，本专利技术高分子基材用于复合集流体后可以有效提高高分子基材与导电层的结合力，避免或至少缓解复合集流体在使用过程中导电层的剥离和脱落，降低锂离子电池的循环容量的问题，进而增加复合集流体及锂离子电池的能量密度和使用寿命；且涂层中聚脲基团的极性非常大，可以形成大量的氢键，具有极好的耐热性、力学性能，可以提高高分子基材的力学性能和耐热性，较高的耐热性可以避免或至少缓解复合集流体在使用过程中受热老化，进而提高锂离子电池的安全性能和循环性能，而且所述涂层还可以缓解蒸镀导电层过程对高分子膜材的热损伤；较高的力学性能能够提高复合集流体在涂布电极材料时的车速，提高生产效率、降低成本；另外，涂层中聚脲树脂的化学稳定性较好，能够在强酸强碱环境中使用，而且聚脲树脂形成的涂层连续无缝，能够有效的阻挡酸性物质渗透到高分子基材中，可以缓解电解液对复合集流体中高分子膜材的腐蚀，确保复合集流体即使长期浸泡在电解液中也能保持稳定的结构，从而解决电池循环容量降低的问题，提高复合集流体及锂离子电池的使用寿命。
22、(2)本专利技术用于复合集流体的高分子基材的制备方法中，制备涂层的设备简单、成本低、操作简单，有利于用于复合集流体的高分子基材的大规模生产和应用，且满足涂层制备
对于高效、低成本的生产方式的需求；而且能耗低，符合当前绿色发展的趋势，满足复合材料科学领域对于环保、节能的新需求。
【技术保护点】
1.一种用于复合集流体的高分子基材，其特征在于，包括高分子膜材和涂层，所述涂层设置在所述高分子膜材的至少一个表面，所述涂层的主要成分为聚脲树脂，所述聚脲树脂由第一组分和第二组分在溶剂中反应形成，所述第一组分的主要成分为异氰酸酯，所述第二组分的主要成分为胺基化合物，所述溶剂用于溶解所述第一组分和第二组分，所述第一组分、所述第二组分和所述溶剂的质量份数比为10～35:8～35:30～82。
2.根据权利要求1所述的用于复合集流体的高分子基材，其特征在于，所述异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和聚醚改性异氰酸酯中的一种或者多种；和/或，所述胺基化合物包括聚醚胺，聚酯胺和改性胺类化合物中的一种或者多种；和/或，所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺、甲苯中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的用于复合集流体的高分子基材，其特征在于，所述第一组分、所述第二组分和所述溶剂的质量份数比为25～35:23～35:30～52。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于复合集流体的高分子基材，其特征在于，所述第一组分的固含量为30％～65％；
5.根据权利要求1-3任一项所述的用于复合集流体的高分子基材，其特征在于，所述涂层的厚度为0.5～10微米。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的用于复合集流体的高分子基材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的用于复合集流体的高分子基材的制备方法，其特征在于，所述步骤(S1)中，在高速搅拌所述混合物料的过程中，控制混合物料及搅拌温度为10～35℃；和/或，搅拌时间为20～40分钟。
8.一种复合集流体，包括高分子基材和导电层，其特征在于，所述高分子基材为权利要求1-5任一项中所述用于复合集流体的高分子基材，或者所述权利要求6或7中的所述制备方法得到的用于复合集流体的高分子基材，所述导电层设置在所述涂层远离所述高分子膜材的表面。
9.一种电极片，包括集流体和电极膜片，所述电极膜片设置在所述集流体表面，其特征在于，所述集流体采用如权利要求8中所述的复合集流体。
10.一种锂离子电池，包括正极片、负极片和隔膜，所述隔膜设置在所述正极片和所述负极片之间，其特征在于，所述正极片和/或所述负极片采用如权利要求9所述的电极片。
...【技术特征摘要】
1.一种用于复合集流体的高分子基材，其特征在于，包括高分子膜材和涂层，所述涂层设置在所述高分子膜材的至少一个表面，所述涂层的主要成分为聚脲树脂，所述聚脲树脂由第一组分和第二组分在溶剂中反应形成，所述第一组分的主要成分为异氰酸酯，所述第二组分的主要成分为胺基化合物，所述溶剂用于溶解所述第一组分和第二组分，所述第一组分、所述第二组分和所述溶剂的质量份数比为10～35:8～35:30～82。
2.根据权利要求1所述的用于复合集流体的高分子基材，其特征在于，所述异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和聚醚改性异氰酸酯中的一种或者多种；和/或，所述胺基化合物包括聚醚胺，聚酯胺和改性胺类化合物中的一种或者多种；和/或，所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺、甲苯中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的用于复合集流体的高分子基材，其特征在于，所述第一组分、所述第二组分和所述溶剂的质量份数比为25～35:23～35:30～52。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于复合集流体的高分子基材，其特征在于，所述第一组分的固含量为30％～65％；和/或，所述第二组分的固含量为30％～6...
【专利技术属性】
技术研发人员：武俊，裴嘉成，刘钢，冯祎炜，李永伟，孙欣森，张伟思，
申请(专利权)人：安迈特科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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