[发明专利]一种防漏双极性集流体和高电压电池及其制备方法

权利要求书

1.一种防漏双极性集流体，其特征在于，所述集流体包括：金属薄膜（1）；以及渗入金属薄膜的穿透性裂纹和孔洞中的聚合物（2）。

2.如权利要求1所述的防漏双极性集流体，其特征在于，所述金属薄膜（1）采用镍、铝、铝镍复合、铝铜复合和不锈钢的导电性能良好并且耐电解液性能良好的金属材料中的一种，厚度为5～50μm。

3.如权利要求1所述的防漏双极性集流体，其特征在于，所述聚合物（2）采用聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚偏氟乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯以及苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物的耐电解液腐蚀性能良好且与金属薄膜之间粘接性良好的聚合物材料中的一种或几种的复合物。

4.如权利要求1所述的防漏双极性集流体，其特征在于，所述金属薄膜（1）的上表面和下表面粘接有薄膜层（3），所述薄膜层（3）的厚度为0～10μm。

5.如权利要求1所述的防漏双极性集流体，其特征在于，所述薄膜层（3）为聚合物和导电粉体的混合物，所述导电粉体采用石墨、炭黑、碳纤维和金属粉体的一种或几种的混合物。

6.一种防漏双极性集流体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

1）对金属薄膜进行预处理，具体包括：

a.清洗金属薄膜；

b.对金属薄膜进行干燥：温度70～90℃，热风干燥1～3min；

c.对金属薄膜进行活化处理：在一定温度下，将金属薄膜浸入酸液中，滞留一段时间后牵引出，采用喷淋或浸渍方法，用水将金属薄膜清洗干净；

2）对金属薄膜进行真空流延涂布：将金属薄膜牵引到真空流延涂布室，抽真空，真空度1～50Pa，加热板加热，干燥金属薄膜；溶液涂布或者熔体涂布方法将聚合物溶液或熔体流延到金属薄膜上，形成薄膜层；

3）对金属薄膜进行惰性气体增压：将金属薄膜牵引进惰性气体增压室，惰性气体增压0.5~2.0MPa，并滞留20～40min，加热板加热，以确保聚合物渗入到金属薄膜的穿透性裂纹和孔洞中，金属薄膜在牵引下经过两个加热刮板或者加热滚筒间，控制两个加热刮板或加热滚筒的间距，去除金属薄膜表面多余的薄膜层，牵出增压室，其中：室内的加热板、加热刮板或加热滚筒的温度为220～280℃；

4）对金属薄膜进行热压定型：将金属薄膜牵引到热压定型室内加热板上加热，加热板和加热滚筒的温度70～110℃，加热滚筒滚压定型，得到本发明的防漏双极性集流体。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：在步骤1）a中，清洗金属薄膜可以采用：擦拭清洁：用脱脂棉沾取有机溶剂对金属薄膜进行擦拭3～5遍，有机溶剂采用丙酮、醋酸乙酯、三氯乙烯、甲苯、氟氯烷或其他具有较低沸点的有机溶剂中的一种或几种的混合物，除去油污；或者

浸渍清洗：金属薄膜浸入有机溶剂槽中，滞留3～5min，除去油污；或者

喷淋清洗：金属薄膜进入喷淋室进行喷淋清洗，室内温度控制40～60℃，清洗4～7min，除去油污。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：在步骤2）中，对金属薄膜进行真空流延涂布采用：

溶液涂布：将聚合物粉体溶解于有机溶剂中，溶液浓度为15～40%（wt%）；然后，加入导电粉体，充分搅拌均匀，制得悬浮液；将悬浮液加入真空流延涂布室内的流延涂布装置中，搅拌20～40min，抽出悬浮液中气泡；然后，在金属薄膜上流延，通过调节涂布机头与金属薄膜之间的距离控制流延膜的厚度小于20μm，其中，聚合物粉体：导电粉体（质量比）为40～70：30～60，金属薄膜处加热板和加热滚筒的温度为40～80℃，其余加热板不加热；或者

熔体涂布：将聚合物粉体A溶解于溶剂中，聚合物溶液浓度2～5%（wt%）；导电粉体与聚合物粉体B高速混合均匀，加入聚合物粉体A的溶液中，充分搅拌，混合均匀，得悬浮液；将悬浮液加入真空流延涂布室内的流延涂布装置中，温度设为170～250℃，搅拌30～60min，挥发溶剂且聚合物熔融，导电粉体均匀分散于聚合物熔体中；然后，控制涂布机头温度为210～280℃，在金属薄膜上流延，通过调节涂布机头与金属薄膜之间的距离控制流延膜的厚度小于20μm，其中，聚合物粉体B：导电粉体（质量比）为10～25：75～90，金属薄膜处加热板和加热滚筒温度为250～300℃。