一种新型锂电池负极集流体结构的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种新型锂电池负极集流体结构。


背景技术：

2.对于锂离子电池来说，通常使用的负极集流体是铜箔。铜箔具有导电性好、质地软、制作工艺成熟，因此被选为锂电池集流体的主要材料。随着锂电技术的不断发展，无论是用于数码产品的锂电池还是电动汽车的电池大家都希望电池的能量密度尽量高，电池的重量越来越轻，通过减薄铜箔的厚度既可以提供更高的能量密度，又减轻降低电池的重量，同时降低铜箔原材料成本。但由于铜箔变薄后，机械强度降低，在加工中容易断裂。为了实现减薄和降低成本需求，现有技术中有采用电镀铜箔替代传统铜箔，但电镀铜不仅对环境产生污染并且达到一定厚度的镀铜层易产生脱落。同时，铜表面容易氧化导致导电性能下降，进而影响电池的性能。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型提供了一种新型锂电池负极集流体结构，利用真空镀膜技术在塑料薄膜上镀金属铜层及设置在金属铜层上的保护层，该结构实现电池集流体的减薄以及抗氧化能力，提高电池能量密度。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种新型锂电池负极集流体特征在于，所述新型锂电池负极集流体包括：塑料薄膜及设置于塑料薄膜正反两面的预制粘结层、第一铜金属层、第二铜金属层和保护层。所述第一铜金属层利用磁控溅射镀膜形成，所述第二铜金属层利用真空蒸发镀膜形成，所述保护层为ito薄膜。
5.进一步的，所述第一铜金属层厚度为30-150nm；所述第二铜金属层厚度为300-1500nm。
6.进一步的，所述ito薄膜厚度为5-20nm。
7.进一步的，所述ito薄膜利用磁控溅射镀膜形成。
8.进一步的，所述塑料薄膜材质为pp、pet、pi中其中任意一种。
9.进一步的，所述塑料薄膜厚度为2-20um。
10.进一步的，所述预制粘结层材质为镍、镍铜、钛、硅中其中任意一种。
11.进一步的，所述预制粘结层厚度为2-10nm；所述预制粘结层利用磁控溅射镀膜形成。
12.本实用新型的有益效果在于：
13.(1)首先利用真空磁控溅射镀膜形成较薄的第一铜金属层，其膜层结构较为致密，附着力好，与塑料薄膜基材具有更好的结合力；由于所形成的膜层较薄，也避免了因沉积速率较慢的问题影响生产效率。
14.(2)其次利用真空蒸发镀在第一铜金属层上形成较厚的第二铜金属层实现所需的金属膜厚度，提高生产效率。
15.(3)最后利用磁控溅射在第二铜金属层上形成ito保护层，既能防止铜金属层的氧化又能减轻对导电能力的影响。
16.综上所述，本实用新型提供的新型锂电池负极集流体，结合真空磁控溅射薄膜的高致密性和真空蒸发镀的高生产效率以及ito薄膜的抗氧化保护和导电性，使得集流体具有良好的导流效果，提升电池的能量密度。同时，避免使用电镀工艺而产生的环境污染问题。
附图说明
17.构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1为本实用新型提供的一种新型锂电池负极集流体结构示意图；
具体实施方式
19.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
20.如图1所示，本实用新型提供的一种新型锂电池负极集流体，包括：塑料薄膜10及设置于塑料薄膜正反两面的预制粘结层20、第一铜金属层30、第二铜金属层40和保护层50。进一步的，所述第一铜金属层30利用磁控溅射镀膜形成；进一步的，所述第二铜金属层40利用真空蒸发镀膜形成；进一步的，所述保护层50为ito薄膜。
21.塑料薄膜10，材质为pp、pet、pi中其中任意一种，可以是光面，也可以通过现有技术方法制成毛面；其厚度为2-20um；
22.通过卷对卷磁控溅射镀膜设备，在塑料薄膜10正面连续镀上2-10nm厚度的预制粘结层20和30-150nm厚度的第一铜金属层30；同样在塑料薄膜10反面连续镀上2-10nm厚度的预制粘结层20和30-150nm厚度的第一铜金属层30；磁控溅射镀膜的膜层致密性良好，附着力高；并且在真空状态下连续镀膜，有利于进一步提高不同膜层界面的结合力；磁控溅射镀膜的膜层厚度可以控制在较薄的区间，也避免因等离子体溅射带来的温度上升过高问题；
23.在已经镀上预制粘结层20和第一铜金属层30的塑料薄膜10的正反面分别利用真空蒸发镀镀上300-1500nm厚度的第二铜金属层40；第一铜金属层30起到类似于种子铜的作用，与蒸发镀所镀的铜膜形成良好结合。最后在塑料薄膜正反面的第二铜金属层40上通过磁控溅射镀上5-20nm厚度的ito薄膜保护层50；ito薄膜是一种n型半导体材料，其具有高的导电率、高的机械硬度和良好的化学稳定性，与铜金属层具有良好的结合力。通过ito薄膜保护层可以防止铜金属层氧化，同时保持良好的导电性能，使得铜金属层不容易脱落，提高电池的能量密度。
24.综上所述，本实用新型提供的新型锂电池负极集流体，结合真空磁控溅射薄膜的高致密性和真空蒸发镀的高生产效率以及ito薄膜的抗氧化保护和导电性，使得集流体具有良好的导流效果，提升电池的能量密度。同时，避免使用电镀工艺而产生的环境污染问题。
25.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种新型锂电池负极集流体，其特征在于：所述集流体包括：塑料薄膜及设置于塑料薄膜正反两面的预制粘结层、第一铜金属层、第二铜金属层和保护层，所述第一铜金属层利用磁控溅射镀膜形成，所述第二铜金属层利用真空蒸发镀膜形成，所述保护层为ito薄膜。2.根据权利要求1所述新型锂电池负极集流体，其特征还在于：所述第一铜金属层厚度为30-150nm，所述第二铜金属层厚度为300-1500nm。3.根据权利要求1所述新型锂电池负极集流体，其特征还在于：所述ito薄膜厚度为5-20nm。4.根据权利要求1所述新型锂电池负极集流体，其特征还在于：所述ito薄膜利用磁控溅射镀膜形成。5.根据权利要求1所述新型锂电池负极集流体，其特征还在于：所述塑料薄膜材质为pp、pet、pi中其中任意一种。6.根据权利要求1所述新型锂电池负极集流体，其特征还在于：所述塑料薄膜厚度为2-20um。7.根据权利要求1所述新型锂电池负极集流体，其特征还在于：所述预制粘结层材质为镍、镍铜、钛、硅中其中任意一种。8.根据权利要求1所述新型锂电池负极集流体，其特征还在于：所述预制粘结层厚度为2-10nm，所述预制粘结层利用磁控溅射镀膜形成。

技术总结
本实用新型公开了一种新型锂电池负极集流体结构，所述集流体包括塑料薄膜及设置于塑料薄膜正反两面的预制粘结层、第一铜金属层、第二铜金属层和保护层，所述第一铜金属层利用磁控溅射镀膜形成，所述第二铜金属层利用真空蒸发镀膜形成，所述保护层为ITO薄膜。本实用新型提供的新型锂电池负极集流体，结合真空磁控溅射薄膜的高致密性和真空蒸发镀的高生产效率以及ITO薄膜的抗氧化保护和导电性，使得集流体具有良好的导流效果，提升电池的能量密度，同时，避免使用电镀工艺而产生的环境污染问题。问题。问题。


技术研发人员：曾清华 杨与胜
受保护的技术使用者：福建金石能源有限公司
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2022/7/19