一种超薄锂电池正极复合集流体及其生产工艺

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体领域为一种超薄锂电池正极复合集流体及其生产工艺。

背景技术

随着新能源电动汽车的逐渐普及，动力锂电池也迎来了爆发性增长。锂电池集流体作为汇集电流的结构与电池的能量密度密切相关，传统方法是使用铜箔或铝箔来批量生产。但是，目前现有的铝箔集流体，厚度一般都为10μm以上，且抗拉强度一般都低于300MPa，如果为了提高能量密度去降低集流体的厚度，容易导致集流体损坏，不能保证产品的安全性。

现有技术中已有使用高分子薄膜镀铝或镀铜代替传统的铝箔铜箔来生产集流体，如CN112242527A所公开的一种具有八层结构的锂电池集流体，对高分子薄膜表面直接进行处理，然后依次往上覆盖粘合力增强层和复合导电层，从而生产出具有多层结构的复合集流体。更进一步的，如CN201710243721公开了一种直接在塑料薄膜上镀铝并且额外增加防氧化层的集流体技术。

但是，现有技术中的多层结构无法控制厚度和成本，而多种材料的组合中即使增加了粘合力增强层，镀铝层也有脱落的安全隐患，且无法保证抗拉强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超薄锂电池正极复合集流体及其生产工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超薄锂电池正极复合集流体，具有多层结构，相邻两层之间通过复合粘胶层连接。

包括依次设置的第一金属层、复合粘胶层和第二金属层。

或者，包括依次设置的第一金属层、第一复合粘胶层、塑料薄膜层、第二复合粘胶层和第二金属层。

其中，所述塑料薄膜层采用的塑料薄膜为高分子薄膜，所述高分子薄膜为PI膜、PET膜、PP膜、PC膜、PS膜、EVA膜或PA膜中的一种或组合。

其中，所述塑料薄膜层厚度为1.2±0.1μm。

进一步的，所述金属层为镀铝层，厚度为1±0.1μm。

其中，所述金属层采用真空或磁控溅射工艺在PET离型膜离型表面形成镀铝层，再通过剥离离型膜获得。

进一步的，所述复合粘胶层厚度为1～2μm，采用改性聚酯、聚氨酯或丙烯酸胶制成的复合胶黏剂。

本发明所述超薄锂电池正极复合集流体的生产工艺，包括如下步骤：

(1)对塑料薄膜进行镀铝处理，得到卷筒镀铝塑料薄膜。

(2)将步骤(1)得到的镀铝塑料薄膜卷筒取两卷进行复合，在铝膜层表面涂上复合胶黏剂，粘接另一卷镀铝塑料薄膜的镀铝层，得到依次为塑料薄膜、镀铝层、复合粘胶层、镀铝层、塑料薄膜的多层复合材料；

或者，将一卷步骤(1)得到的镀铝塑料薄膜与一卷塑料薄膜进行复合，得到依次为塑料薄膜、镀铝层、复合粘胶层、塑料薄膜层、复合粘胶层、镀铝层、塑料薄膜的多层复合材料；

(3)将步骤(2)得到的多层复合材料，揭去上、下表面的塑料薄膜，即可得到超薄锂电池正极复合集流体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过直接粘合金属层实现减重和减厚，该复合集流体比传统纯铝箔集流体可降低重量70％以上，厚度降低40％以上，成本降低30％。其中，含有塑料薄膜层的集流体可实现降低重量50％以上，厚度降低30％以上；能够显著提高电池能量密度。

(2)本发明在离型膜(塑料薄膜)上通过真空或磁控溅射的方式形成金属镀层，并直接对金属层进行粘接，最后再剥离离型膜层，规避了现有方法中金属层容易脱落的问题，使得制备工序更加简易，提高了生产效率。

附图说明

图1为不含塑料薄膜层的正极复合集流体的结构示意图；

图2为含有塑料薄膜层的正极复合集流体的结构示意图；

图3为不含塑料薄膜层的正极复合集流体的生产工艺中，未揭去离型膜的多层复合结构示意图；

图4为含塑料薄膜层的正极复合集流体的生产工艺中，未揭去离型膜的多层复合结构示意图。

其中，1-第一金属层，2-复合粘胶层，3-第二金属层；4-第一复合粘胶层，5-塑料薄膜层，6-第二复合粘胶层，7-离型膜。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例1

如图1所示，一种超薄锂电池正极复合集流体，具有多层结构，包括依次设置的第一金属层1、复合粘胶层2和第二金属层3。

第一金属层1和第二金属层3为镀铝层，厚度为1μm±0.1μm。

金属层的形成方法为：采用真空或磁控溅射的工艺在PET离型膜离型表面形成铝膜层，再通过剥离离型膜获得。

复合粘胶层为改性聚酯、聚氨酯或丙烯酸胶，厚度为1～2μm。

该超薄锂电池正极复合集流体的生产工艺，具体步骤如下：

(1)对PET离型膜进行镀铝处理，得到卷筒镀铝PET离型膜。

(2)将步骤(1)得到的镀铝PET离型膜卷筒取两卷进行复合，在铝膜层表面涂上复合胶黏剂，粘接另一卷镀铝PET离型膜的铝膜面，得到依次为PET离型膜、镀铝层、复合粘胶层、镀铝层、PET离型膜的多层复合材料，如图3所示；

(3)将步骤(2)得到的多层复合材料卷放入机器，揭去上、下表面的离型膜，即可得到超薄锂电池正极复合集流体。

实施例2

如图2所示，一种超薄锂电池正极复合集流体，具有多层结构，包括依次设置的第一金属层1、第一复合粘胶层4、塑料薄膜层5、第二复合粘胶层6和第二金属层3。

第一金属层1和第二金属层3为镀铝层，厚度为1μm±0.1μm。

金属层的形成方法为：采用真空或磁控溅射的工艺在PET离型膜离型表面形成铝膜层，再通过剥离离型膜获得。

复合粘胶层为改性聚酯、聚氨酯或丙烯酸胶，厚度为1～2μm。

塑料薄膜层5使用的塑料薄膜为高分子薄膜，高分子薄膜为PET膜。在其他有益实施例中，也可以采用PI膜、PET膜、PP膜、PC膜、PS膜、EVA膜或PA膜中的一种或它们的复合膜。塑料薄膜层5的厚度为1.2μm(±0.1μm)

该超薄锂电池正极复合集流体的生产工艺，具体步骤如下：

(1)对PET离型膜进行镀铝处理，得到卷筒镀铝PET离型膜。

(2)将一卷步骤(1)得到的镀铝PET离型膜与一卷PET膜进行复合，得到依次为PET离型膜、镀铝层、复合粘胶层、PET膜层、复合粘胶层、镀铝层、PET离型膜的多层复合材料，如图4所示；

(3)将步骤(2)得到的多层复合材料卷放入机器，揭去上、下表面的离型膜，即可得到超薄锂电池正极复合集流体。

为了突出本发明的技术效果，测试上述实施例制得的集流体的厚度和质量，并与现有的铝箔集流体(对比例1)、PET铝箔复合集流体(对比例2)进行对比，其中对比例1是厚度为10μm的纯铝箔，对比例2是中间层为6μmPET且上下层镀铝的复合集流体，对比结果如表1所示：

表1

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。