[发明专利]复合集流体及其制备方法、电化学装置

说明书

本申请涉及一种复合集流体及其制备方法、电化学装置，其中，高分子层包括相对设置的第一表面和第二表面，第一蒸镀层设置于第一表面，第二蒸镀层设置于第二表面。第一保护层设置于第一蒸镀层的背离高分子层的表面，第二保护层设置于第二蒸镀层的背离高分子层的表面。第一电镀层设置于第一保护层的背离第一蒸镀层的表面，其被构造为分隔第一蒸镀层和第一电镀层。第二电镀层设置于第二保护层的背离第二蒸镀层的表面，其被构造为分隔第二蒸镀层和第二电镀层。本申请中的蒸镀操作简单方便，可有效降低复合集流体的生产成本；同时各保护层可防止各蒸镀层在电镀过程中被电解液腐蚀，两层蒸镀层以及两层电镀层的导电结构可提高复合集流体的导电能力。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种复合集流体及其制备方法、电化学装置。

背景技术

复合集流体通常采用金属-高分子-金属三层夹心式结构，可以降低金属层厚度，带来一定的重量减轻，从而提高电芯的重量能量密度。

传统的复合集流体的制备方法通常是在高分子薄膜上磁控溅射出一层导电打底层，再对导电打底层进行镀铜增厚。而磁控溅射成本在整个复合集流体的生产份额较高（通常能够达到40%左右），受目前工艺能力的限制，复合集流体的价格比常规集流体的价格要高出许多。

目前对复合集流体的降成本方案主要包括：优化磁控工艺，即降低铜靶材的纯度或减薄铜层厚度，以降低磁控成本，但降低磁控靶材纯度带来磁控品质变差，同时降低铜层厚度会使得高分子薄膜表面导电能力变差。基于此，有必要提供一种制造工艺简单、成本低且导电能力强的复合集流体。

发明内容

本申请旨在提供一种复合集流体及制备方法、电化学装置，以至少能够在简化复合集流体的制造工艺同时，增强符合集流体的导电能力。

本申请的第一方面，提供了一种复合集流体，包括高分子层、第一蒸镀层、第二蒸镀层、第一保护层、第二保护层、第一电镀层以及第二电镀层。高分子层包括相对设置的第一表面和第二表面，第一蒸镀层设置于所述第一表面，第二蒸镀层设置于所述第二表面。第一保护层设置于所述第一蒸镀层的背离所述高分子层的表面，第二保护层设置于所述第二蒸镀层的背离所述高分子层的表面。第一电镀层设置于所述第一保护层的背离所述第一蒸镀层的表面，所述第一保护层被构造为分隔所述第一蒸镀层和所述第一电镀层。第二电镀层设置于所述第二保护层的背离所述第二蒸镀层的表面，所述第二保护层被构造为分隔所述第二蒸镀层和所述第二电镀层。

上述技术方案中，采用蒸镀的方式在高分子的表面沉积出可导电的第一蒸镀层以及第二蒸镀层，相较于传统的磁控溅射，本申请中的蒸镀操作更为简单方便，可有效降低复合集流体的制造成本；同时，采用第一保护层将第一蒸镀层与第一电镀层分隔，以及采用第二保护层将第二蒸镀层和第二电镀层分隔，可防止第一蒸镀层以及第二蒸镀层在电镀过程中被电解液腐蚀，以保证第一蒸镀层和第二蒸镀层结构稳定；另外，第一电镀层和第二电镀层是复合集流体外表面的两层导电层，通过两层蒸镀层以及两层电镀层的配合，可提高复合集流体的导电能力。

在一些实施方式中，所述第一保护层电连接于所述第一蒸镀层和所述第一电镀层之间，以保证第一蒸镀层与第一电镀层之间的导电性。所述第二保护层电连接于所述第二蒸镀层和所述第二电镀层之间，以保证第二蒸镀层与第二电镀层之间的导电性。

在一些实施方式中，所述第一蒸镀层和所述第二蒸镀层的材质各自独立地选自铝或铝合金，采用沸点降低的铝或铝合金，以便于第一蒸镀层的在第一表面的蒸镀沉积。所述第一电镀层和所述第二电镀层的材质各自独立地选自铜或铜合金，采用化学性质稳定且导电性较佳的铜或铜合金，可提高复合集流体外表面的导电性及抗腐蚀性。

在一些实施方式中，所述第一保护层和所述第二保护层的材质各自独立地选自铬、镍、铝铬酸盐、铝磷酸盐、二氧化硅或二硼化钛中的一种或多种。第一保护层和第二保护层采用上述耐酸碱性以及耐腐蚀性较强的材料，可有效减少第一蒸镀层和第二蒸镀层遭到化学或电化学反应而被腐蚀，并可减少电镀液对第一蒸镀层及第二蒸镀层的腐蚀。