System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 复合铜箔及其制备方法技术_技高网

复合铜箔及其制备方法技术

技术编号:44328505 阅读:5 留言:0更新日期:2025-02-18 20:36
本发明专利技术提供了一种复合铜箔及其制备方法,其复合铜箔的制备方法包括:(1)于PP基膜的上下表面进行电晕处理,得到表面处理PP基膜;(2)沿垂直于所述表面处理PP基膜上下表面的方向打孔以形成若干通孔,得到多孔PP基膜;(3)于所述多孔PP基膜的上下表面涂布导电浆料,形成导电膜层,其中,所述导电浆料包括丙烯酸树脂和导电剂;(4)于所述导电膜层的上下表面电镀铜以形成铜膜层同时填充所述通孔。本发明专利技术复合铜箔中的PP基膜与膜层(导电膜层、铜膜层)之间具有良好的附着力,且具有优异的导电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料,尤其涉及一种复合铜箔及其制备方法


技术介绍

1、随着近年来新能源汽车行业的高速发展,动力锂电池方面的强劲需求带动了铜箔行业的高速发展,铜箔作为锂电池负极集流体得到广泛应用。锂电铜箔作为载流体,其主要作用是将负极活性物质产生的小电流汇集成大电流输出,由于其功能较为单一,为有效提高电池储能性能,锂电铜箔不断向轻、薄、韧方向发展。由于厚度降低,铜箔在生产时容易出现针孔、褶皱、凹陷等缺陷,导致在其表面涂抹活性材料时,出现涂布厚度不均,甚至出现漏点或渗透等现象,进而增大电池内阻,减少循环寿命。同时,厚度降低,其机械强度大幅下降,导致在负极生产过程中容易出现断裂,影响负极尺寸的稳定性和平整性。目前,采用有机薄膜作为载体,利用溅镀法制备的复合铜箔,兼备聚合物优良的塑性,又能减轻铜箔的整体重量,极大减少了铜原料的用量。同时,绝缘有机薄膜中间载体有利于提高电池的安全性,是当下锂电行业极具潜力的新型锂电负极集流体材料。

2、典型的复合铜箔为三明治结构,中间层是用来替代金属铜的其他材料,在该材料的两侧各镀上较薄的铜层,使其表面具有金属铜的特性。目前最为常用的复合铜箔中间层材料为聚合物薄膜。这类聚合物薄膜材料相比金属铜有明显的价格优势,作为负极集流体还会在一定程度上赋予锂电池轻量化的特性。常用的聚合物薄膜有聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)基膜、聚酰亚胺(pi)基膜、聚丙烯(pp)基膜等。其中,pet薄膜成本低,但是不耐六氟磷酸锂电解质腐蚀,在循环一定次数后,pet膜出现溶损现象,导致电池性能明显下降;pi基膜具有良好的机械性能,且经表面处理后,可表现出很强的亲水性,且与表面镀铜层有很强的结合力,但其价格过高,若选择其作为中间支撑层材料,在原材料成本方面与现有纯铜箔相比并无优势。而pp基膜不含酯键,可耐六氟磷酸锂电解质等酸性物质的腐蚀,且成本较低,但由于pp材料以碳氢键为主,有机化合物中碳氢键一般认为是非极性的共价键,导致pp材料由于较低的极性、较为松散的分子链结构和低结晶度,使得pp与铜箔之间的界面能较高,分子间相互作用较弱,附着力很低,在电池循环测试过程中,材料不断膨胀收缩,pp材料基膜和铜之间的界面会出现剥离pp薄膜存在与铜层附着力不好的问题。

3、因此,急需一种复合铜箔及其制备方法来解决上述问题。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种复合铜箔及其制备方法,本专利技术复合铜箔中的pp基膜与膜层(导电膜层、铜膜层)之间具有良好的附着力,且具有优异的导电性能。

2、为实现上述目的,本专利技术一方面提供了一种复合铜箔的制备方法,包括:

3、(1)于pp基膜的上下表面进行电晕处理,得到表面处理pp基膜;

4、(2)沿垂直于所述表面处理pp基膜上下表面的方向打孔以形成若干通孔,得到多孔pp基膜;

5、(3)于所述多孔pp基膜的上下表面涂布导电浆料,形成导电膜层,其中,所述导电浆料包括丙烯酸树脂和导电剂;

6、(4)于所述导电膜层的上下表面电镀铜以形成铜膜层同时填充所述通孔。

7、与现有技术相比,本专利技术首先对pp基膜进行电晕处理并打孔后于多孔pp基膜的上下表面涂布导电浆料,其中,导电浆料包括丙烯酸树脂和导电剂,经电晕处理后的pp基膜表面张力大,且产生了羰基与过氧化物等极性较强的基团,进而显著提升了丙烯酸树脂于pp基膜表面的附着力,采用涂布工艺可进一步使得导电浆料均匀的附着于pp基膜的上下表面,进而提升了导电膜层的导电性能。同时多孔pp基膜具有若干通孔,在进行电镀铜时可于通孔内填充形成铜膜层,通孔内的铜膜层连接位于pp基膜上下表面的铜膜层,进一步提升了铜膜层与pp基膜的连接力,同时位于pp基膜上下表面的铜膜层能够相互传输电流,进一步提升了本专利技术复合铜箔的导电效果。故,本专利技术的复合铜箔其pp基膜与膜层(导电膜层和铜膜层)之间具有良好的附着力,并具备优异的导电性能。

8、进一步地,本专利技术的丙烯酸树脂为溶剂型丙烯酸树脂,固含量为10~30%。

9、进一步地,本专利技术导电剂选自石墨、石墨烯、碳纳米管、纳米银线和金属粒子中的至少一种,导电剂于导电浆料中的质量百分比为3~10%。

10、进一步地,本专利技术导电膜层的方阻为0.5~20ω。

11、进一步地,本专利技术电晕处理的处理电压为3.0kv~5.0kv,电流为8a,电晕速度为8~10m/s,处理时间为12~15s。

12、进一步地,本专利技术通孔的孔径为0.2~0.5μm,相邻两通孔之间的距离为2~5mm。

13、进一步地,本专利技术pp基膜的厚度为2~100μm。

14、进一步地,本专利技术导电膜层的厚度为0.5~5μm。

15、进一步地,本专利技术铜膜层的厚度为0.5~2μm。

16、进一步地,本专利技术电镀铜所用的镀液包括80~150g/l的硫酸铜,50~120g/l的硫酸和0.01~2g/l的添加剂,镀铜的温度为20~35℃,镀铜的电流密度为2~10asd,镀铜的时间为1~20min。

17、本专利技术另一方面提供了一种复合铜箔,该复合铜箔采用上述的制备方法制备得到。本专利技术的复合铜箔其pp基膜与膜层(导电膜层、铜膜层)之间具有良好的附着力,并具备优异的导电性能,适用于二次电池中。且因本专利技术复合铜箔中具有若干通孔结构,有助于解决在电池制备中注入电解质困难的问题,故特别适用于半固态电池及固态电池中。

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【技术保护点】

1.一种复合铜箔的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述丙烯酸树脂为溶剂型丙烯酸树脂,固含量为10~30%。

3.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述导电剂选自石墨、石墨烯、碳纳米管、纳米银线和金属粒子中的至少一种,所述导电剂于所述导电浆料中的质量百分比为3~10%。

4.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述导电膜层的方阻为0.5~20Ω。

5.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述通孔的孔径为0.2~0.5μm,相邻两所述通孔之间的距离为2~5mm。

6.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述PP基膜的厚度为2~100μm。

7.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述导电膜层的厚度为0.5~5μm。

8.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述铜膜层的厚度为0.5~2μm。

9.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述电镀铜所用的镀液包括80~150g/L的硫酸铜,50~120g/L的硫酸和0.01~2g/L的添加剂,所述镀铜的温度为20~35℃,所述镀铜的电流密度为2~10ASD,所述镀铜的时间为1~20min。

10.一种复合铜箔,其特征在于,采用权利要求1~9任一项制备方法制备得到。

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【技术特征摘要】

1.一种复合铜箔的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述丙烯酸树脂为溶剂型丙烯酸树脂,固含量为10~30%。

3.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述导电剂选自石墨、石墨烯、碳纳米管、纳米银线和金属粒子中的至少一种,所述导电剂于所述导电浆料中的质量百分比为3~10%。

4.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述导电膜层的方阻为0.5~20ω。

5.根据权利要求1所述的复合铜箔的制备方法,其特征在于,所述通孔的孔径为0.2~0.5μm,相邻两所述通孔之间的距离为2~5mm。

6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员:王美华
申请(专利权)人:东莞市万丰纳米材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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