一种原膜、包含其的复合集流体及复合集流体的制备方法

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种集流体原膜，复合集流体及复合集流体的制备方法。

背景技术

集流体原膜在存储和运输过程中，通常需要卷绕，原膜卷绕成卷后，由于两端受力不均等影响，相邻的膜层之间产生晃动，导致膜层错开一定距离，从而造成原膜的错边。而已经产生错边的原膜，在放卷时，由于原膜各个部位的受力不一致，从而出现褶皱。而存在于原膜上的这些褶皱，将直接影响集流体上的其他镀层的分布不均和褶皱，甚至断裂的现象，导致集流体的良率降低。

发明内容

本申请的目的是提供一种原膜、复合集流体及复合集流体的制备方法为实现上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：

一种集流体原膜，包括支撑层，其中，所述支撑层具有第一表面和第二表面，并且在所述第一表面和所述第二表面的至少一个上，具有第一摩擦系数区和第二摩擦系数区，所述第一摩擦系数区的摩擦系数大于所述第二摩擦系数区的摩擦系数。

所述第一表面和所述第二表面分别具有交替的所述第一摩擦系数区和所述第二摩擦系数区。

进一步地，根据本申请实施例，其中，所述第一摩擦系数区和所述第二摩擦系数区的排列方向为第一方向，所述第一方向为所述支撑层的长度方向，所述第一摩擦系数区的长度方向以及所述第二摩擦系数区的长度方向分别为第二方向，所述第二方向为所述支撑层的宽度方向。

进一步地，根据本申请实施例，其中，所述第一摩擦系数区的长度以及所述第二摩擦系数区的长度分别与所述支撑层的宽度相同。

进一步地，根据本申请实施例，其中，所述第一摩擦系数区的范围为100mm-600mm，所述第二摩擦系数区的宽度在100.003mm-600.008mm。

进一步地，根据本申请实施例，其中，所述第一摩擦系数区的个数不等于所述第二摩擦系数区的个数。

进一步地，根据本申请实施例，其中，所述第一摩擦系数区的摩擦系数的范围为0.5μ-0.9μ，所述第二摩擦系数区的摩擦系数的范围为0-0.4μ。

进一步地，根据本申请实施例，其中，所述第一摩擦系数区和第二摩擦系数区是通过在原膜表面进行蚀刻、纹理化或者电晕处理获得。

进一步地，根据本申请实施例，其中，支撑层的材料为环氧树脂、有机硅树脂、聚酷亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酶、丙烯酸树脂中的一种或多种，所述支撑层的厚度为3μm-6μm。

进一步地，根据本申请实施例，其中，所述集流体原膜还包括金属层，所述金属层通过沉积设置在所述支撑层上；并且所述金属层为金属铜、金属铝、铜合金、铝合金、金属镍、镍合金、金属钛、钛合金中的一种或多种的组合。

进一步地，根据本申请实施例，其中，所述集流体原膜还包括在所述支撑层和所述金属层之间的有粘结力的增强层；

所述增强层为金属镀膜或非金属镀膜。

本申请还提供了一种制备根据权利要求1所述的集流体原膜的方法，包括以下步骤：

提供预备支撑层；

对所述预备支撑层的第一表面和第二表面的至少一个进行处理，形成第一摩擦系数区和第二摩擦系数区，所述第一摩擦系数区的摩擦系数大于所述第二摩擦系数区的摩擦系数。

进一步地，根据本申请实施例，其中，对所述预备支撑层的第一表面和第二表面的至少一个进行处理，形成第一摩擦系数区和第二摩擦系数区，包括：

采用蚀刻、纹理化或者电晕的方式对所述预备支撑层的第一表面和第二表面的至少一个进行处理，形成第一摩擦系数区和第二摩擦系数区。

采用磁控溅射或真空蒸镀的方式在支撑层上形成金属层。

进一步地，根据本申请实施例，其中，通过真空镀膜的方式在所述支撑层上形成粘结力增强层。

本申请还提供了一种包含如上所述的集流体原膜的集流体。

本申请还提供了一种制备如上所述的集流体的方法，包括：通过真空镀膜的方式在所述支撑层上形成所述粘结力增强层；通过磁控溅射或真空蒸镀的方式在所述粘结力增强层上镀上所述金属层。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

本申请通过在原膜上设置高摩擦系数区和低摩擦系数区，避免了原膜在放卷时，由于原膜各个部位的受力不一致，从而出现褶皱继而导致集流体上的其他镀层的分布不均和褶皱，甚至断裂的现象。

1、低摩擦系数区

2、高摩擦系数区

3、支撑层

4、金属层

5、粘结力增强层

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种支撑层的示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种支撑层的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种集流体的示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种集流体的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

一种集流体原膜，包括支撑层，其中，所述支撑层具有第一表面和第二表面，并且在所述第一表面和所述第二表面的至少一个上，具有第一摩擦系数区和第二摩擦系数区，所述第一摩擦系数区的摩擦系数大于第二摩擦系数区的摩擦系数。

上述摩擦区的设置能够增强原膜卷绕时膜层之间的摩擦力，防止膜层之间的错边。并且避免了将整个原膜表面设置为第一摩擦系数区，使得支撑层较薄，从而影响后续原膜的拉升强度等物理性能，而将整个原膜表面全部设置为第二摩擦系数区则可能导致卷绕后的膜层之间的摩擦力仍不足以防止膜层之间的晃动导致后续膜层之间的错开和错边。

如图1和图2所示，通过将第一摩擦系数区1和第二摩擦系数区2设置在第一表面和第二表面，使得第一表面的第一摩擦系数区1和第二表面的对应的摩擦系数区相互接触，从而增强了接触区域的相对的摩擦系数，能够更好地防止错边。而且不同的摩擦系数，使得接触时两个区域的粗糙度不一样，因而表面张力不同，也不会出现两侧原膜粘膜的现象。

第一表面和第二表面分别具有交替的第一摩擦系数区1和第二摩擦系数区2。本发明通过交替设置第一摩擦系数区1和第二摩擦系数区2，使得原膜在卷绕后，各膜层的区域之间的摩擦力分布更均匀，从而防止膜层相互的位移，从而防止错边。此外，第一摩擦系数区1和第二摩擦系数区2相互交替设置，不需要对整个支撑层3进行高摩擦系数的处理，从而减少大量时间和成本，并且提升了效率。

在一种实施方式中，根据本申请实施例，如图1和图2所示，其中，第一摩擦系数区1和第二摩擦系数区2的排列方向为第一方向，第一方向为支撑层3的长度方向，第一摩擦系数区1的长度方向以及第二摩擦系数区2的长度方向分别为第二方向，第二方向为支撑层3的宽度方向，优选地，所述第二摩擦系数区设置在原膜的最外侧，从而使得在容易出现错边的位置设置具有较大摩擦系数的区域，以产生最优的防止膜层晃动和错边的效果。

通过将第一摩擦系数区1的长度方向以及第二摩擦系数区2的长度方向设置为与支撑层3的宽度方向相同，或者通过将摩擦系数区设置于原膜的宽度方向边缘，能够使得原膜卷绕成卷后，避免由于原膜两端受力不均等导致的膜层之间的相互位移，这种膜层件的相互位移将导致错边，进而避免了放卷后，由于原膜各个部位的受力不一致导致膜层出现褶皱。

在一种实施方式中，根据本申请实施例，其中，第一摩擦系数区1的长度以及第二摩擦系数区2的长度分别与支撑层3的宽度相同。通过上述设置，使得在卷绕方向的全部的长度均具有均匀分布的摩擦力，以更好地防止膜层之间的晃动。

在一种实施方式中，根据本申请实施例，其中，第一摩擦系数区1的为100mm-600mm，所述第二摩擦系数区的宽度在100.003mm-600.008mm。

上述设置使得第一摩擦系数区的宽度卷绕的原膜的卷绕后形成的卷绕物周长相等，从而卷绕层之间产生最大的摩擦力，同时避免了要求过大的第一摩擦系数区导致的生产成本增加。此外通过将第二摩擦系数区的宽度设置为略大于第一摩擦系数区，优选为100.003mm-600.008m的范围，使得当第一摩擦系数区与第二摩擦系数区卷绕接触时，第二摩擦系数区的宽度需略大于第一摩擦系数区的宽度，从而保证了在较低的生产成本下在卷绕层之间产生最大的摩擦力。

在一种实施方式中，根据本申请实施例，其中，第一摩擦系数区的个数不等于所述第二摩擦系数区的个数。在一种实施方式中，根据本申请实施例，其中，第一摩擦系数区1的摩擦系数的范围为0.5μ-0.9μ，第二摩擦系数区2的摩擦系数的范围为0-0.4μ。当第一摩擦系数区1和第二摩擦系数区2的个数和宽度满足上述条件时，使得高摩擦系数区的个数在合理的范围内，从而既保证了处理原膜的成本，同时，保证了原膜或者支撑层3在拉伸后，即使在支撑层3被拉伸为较薄的情况下，也能巩固保证原膜的拉伸强度。

在一种实施方式中，根据本申请实施例，其中，第一摩擦系数区1和第二摩擦系数区2是通过在原膜表面进行蚀刻、纹理化或者电晕等方式处理获得。通过可采用蚀刻、纹理化或者电晕等方式处理，使得支撑层3上下两个表面相应位置出现高的摩擦力。

在一种实施方式中，根据本申请实施例，其中，支撑层3的材料为环氧树脂、有机硅树脂、聚酷亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酶、丙烯酸树脂中的一种或多种，支撑层3的厚度为3μm-6μm。相对于纯金属集流体，本申请的集流体质量更轻，并且上述材料具有优良的电气绝缘性能，因此在电池的集流体支撑层3中使用，使得电池的安全性能得到极大提高。

在一种实施方式中，根据本申请实施例，其中，如图3和4所示，集流体原膜还包括金属层4，金属层4通过沉积，例如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和电镀等方式设置在支撑层3上；并且金属层4为金属铜、金属铝、铜合金、铝合金、金属镍、镍合金、金属钛、钛合金中的一种或多种的组合。本申请的金属层4可以为10nm-2μm，采用该厚度的金属层4能够有效增强集流体的拉伸强度等物理性能。上述金属层4具有优异的导电性、耐腐蚀性、热导性、机械强度、化学稳定性；从而进一步提高集流体的集流导热性能和可靠性。

在一种实施方式中，根据本申请实施例，如图4所示，其中，集流体原膜还包括在支撑层3和金属层4之间的有粘结力的增强层；增强层为金属镀膜或非金属镀膜。上述增强层能够提供额外的机械强度和稳定性，同时增强集流体与金属层4之间的粘结力，确保它们之间的牢固结合。此外，增强层还可以在金属层4受到磨损或损坏时提供额外的保护，减少集流体的损坏和失效。有粘结力的增强层还可以改善集流体元件的导热性能，促进热传递，提高散热性能。因此，有粘结力的增强层对集流体原膜的整体性能和稳定性有重要的影响。

本申请的粘结力增强层可以通过真空镀膜的方式形成在支撑层3上，具体而言，如果粘结力增强层为氧化铝，那么氧化铝可以在真空蒸镀时，将坩埚或者蒸发舟里面的铝金属熔化挥发在支撑层3表面时，在支撑层3负极通入微量氧气，使得沉积在支撑层3上的粘结力增强层为铝氧化成氧化铝，进而实现将氧化铝镀在支撑层3上。

在一种实施方式中，本申请还提供了一种制备根据权利要求1的集流体原膜的方法，包括以下步骤：

提供预备支撑层3；

对预备支撑层3的第一表面和第二表面的至少一个进行处理，形成第一摩擦系数区1和第二摩擦系数区2，第一摩擦系数区1的摩擦系数大于第二摩擦系数区2的摩擦系数。

在一种实施方式中，根据本申请实施例，其中，对预备支撑层3的第一表面和第二表面的至少一个进行处理，形成第一摩擦系数区1和第二摩擦系数区2，包括：

采用蚀刻、纹理化或者电晕的方式对预备支撑层3的第一表面和第二表面的至少一个进行处理，形成第一摩擦系数区1和第二摩擦系数区2。

采用磁控溅射或真空蒸镀的方式在支撑层3上形成金属层4。

在一种实施方式中，根据本申请实施例，其中，通过真空镀膜的方式在支撑层3上形成粘结力增强层。

本申请还提供了一种包含根据权利要求1的集流体原膜的集流体。

在一种实施方式中，本申请还提供了一种制备如上所述的集流体的方法，包括：通过真空镀膜的方式在所述支撑层上形成所述粘结力增强层；通过磁控溅射或真空蒸镀的方式在所述粘结力增强层上镀上所述金属层。

本申请在支撑层3上沉积完金属后，需要进行烘烤，烘烤工序是在真空镀膜腔体以外进行，也就是在支撑层3上镀完金属后，将镀完金属的支撑层3(现在是集流体)进行过烘箱烘烤，释放金属层4的内部应力等，使其物理性质趋于稳定，此时的整个集流体的延伸率应该大于100％，小于300％，这样可以确保在后续工艺中，如涂布(涂布是在集流体和电池之间的工序，集流体只有涂布活性材料后，才能作为极片用在电池中)时，不会断裂，因为涂布时需要将集流体拉伸展开，由于活性材料比较重，因此若拉伸强度不够，那么会导致集流体断裂，导致涂布失败。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。