[发明专利]一种负极复合集流体的制备方法及其制得的产品

说明书

本发明公开了一种负极复合集流体的制备方法及其制得的产品，属于锂离子电池技术领域。本发明的方法将聚合物母粒和添加剂均匀混合后制成改性聚合物薄膜，对改性聚合物薄膜进行粗化处理得到表面多空位的支撑层，并通过活化处理使支撑层表面生成金属微粒，将活化处理后的支撑层两侧通过化学镀的方式分别生长一定厚度的第一金属层和第二金属层，最后通过电镀的方式在第一金属层和第二金属层的两侧分别沉积第三金属层和第四金属层。利用本发明制备得到的负极复合集流体，表面无缺陷、镀层内应力小、镀层电阻率小，且生产成本较低，易实现大规模量产。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，更具体地说，涉及一种负极复合集流体的制备方法及其制得的产品。

背景技术

随着锂离子电池行业的持续发展，人们越来越追求电池的高能量密度和轻量化。集流体是电池的重要组成部分，降低集流体的质量是一种实现电池的高能量密度和轻量化的有效方法，目前负极复合集流体的制备方法主要是通过真空蒸发或真空磁控溅射的方式制备。公开号为CN107369810A的中国发明专利，公开了“一种负极集流体、其制备方法及其应用”，通过利用磁控溅射镀膜工艺在塑料薄膜上镀粘接力增强层，利用蒸发镀膜工艺镀铜，利用电子束蒸发或磁控溅射镀膜工艺镀防氧化层，从而获得负极集流体。其次，公开号为CN110600745A的中国发明专利，公开了“一种新型锂离子用聚酰亚胺复合负极集流体的制备方法”，通过涂覆手段、化学气相沉积、真空镀膜、磁控溅射等方法将金属铜与聚酰亚胺薄膜紧密结合在一起制成聚酰亚胺复合负极集流体。上述公开专利存在如下的缺点：（1）设备投入大，生产优率低，难以稳定的大规模量产；（2）集流体受热变形、受力变形较大，且存在穿孔缺陷；（3）集流体上导电层电阻率高、内应力较大。

此外，专利公开号CN114188546A，公开日为2022年3月15日，公开了一种锂离子电池负极集流体及其制备方法，所述锂离子电池负极集流体包括聚酰亚胺薄膜和包覆在所述聚酰亚胺薄膜两侧的铜层。本发明还提供了一种锂离子电池负极集流体的制备方法，包括步骤：将聚酰亚胺薄膜浸没在氢氧化钠浓溶液中，得到预处理的聚酰亚胺薄膜；将所述预处理的聚酰亚胺薄膜浸没在硝酸银溶液中，得到活化的聚酰亚胺薄膜；通过化学镀将两薄层铜包覆在聚酰亚胺薄膜的两侧。以上方案存在（1）金属镀层与基材结合力差，镀层易脱落；（2）集流体受热变形大，且存在穿孔缺陷；（3）制备效率低，难以量产化的问题。

发明内容

1. 要解决的问题

针对现有负极复合集流体存在聚合物薄膜与金属层之间结合力差、表面缺陷多导致导电性能差的问题，本发明提供一种负极复合集流体的制备方法，利用该方法制得的负极复合集流体聚合物薄膜与金属层之间结合力强，表面缺陷少，导电性能好。

2. 技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明公开了一种负极复合集流体的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）制备支撑层：将聚合物母粒和添加剂均匀混合制成改性聚合物薄膜，对改性聚合物薄膜进行粗化处理得到表面多空位的支撑层；其中，所述添加剂包括碳酸钙、滑石粉中的一种或多种；

（2）活化：对步骤（1）所得支撑层活化处理使其表面生成金属微粒；

（3）化学镀：将步骤（2）活化处理后的支撑层两侧通过化学镀的方式分别生长一定厚度的第一金属层和第二金属层；

（4）电镀：通过电镀的方式在第一金属层和第二金属层的两侧分别生长第三金属层和第四金属层。

步骤（1）中所述聚合物母粒是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的一种或多种；改性方式为填充改性法、接枝聚合法、电晕处理、刻蚀改性或湿化学法中的一种或多种；粗化处理方法为激光刻蚀、强酸浸泡、强碱浸泡或机械喷砂中的一种或多种。