[发明专利]用于复合集流体的聚酯功能母料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于复合集流体的聚酯功能母料及其制备方法，所述复合集流体由基材层和附着在基材层的两侧的导电层构成，所述基材层由添加了聚酯功能母料的聚酯薄膜制成，其中，所述聚酯功能母料由包括如下重量份的原料制备而成：聚间苯二亚甲基二酰胺30‑50重量份、新癸酸钴1‑3重量份、二丁基羟基甲苯3‑5重量份、1，4‑二碘苯5～10重量份、二氧化硅20～30重量份、PET 50‑100重量份。通过添加本申请的聚酯功能母料制备的聚酯薄膜，其孔隙率、吸水率、氧气透过率等性能均有大幅提升，而且形成金属导电层之后未见明显裂纹的扩展，而且其两侧结构具有更加优异的一致性。

技术领域

本申请涉及储能技术领域的复合集流体，尤其涉及一种用于复合集流体的聚酯功能母料及其制备方法。

背景技术

集流体是锂电池的重要组成部分，通常由金属箔膜组成。锂离子电池在充放电过程中，电解液中的锂离子，在正负极之间往返运动。而集流体作为电池中的非活性成分，不贡献能量。它的作用主要是承载正负极的电极材料，同时收集电流和传导电子。为了提高电池的能量密度，需要尽可能降低集流体的厚度和重量，从而减少电池的体积和重量。常见的正极集流体采用的是铝箔，已经由前几年的16μm降低到了10μm。常见的负极集流体采用的是铜箔，同样已经由之前的12μm降低到了6μm。然而太薄的金属集流体，在机械强度上的问题很大，由于电极材料涂附在集流体上，金属箔膜需要比较好的延展性和强度，否则很容易断裂。除此之外，生产超薄金属集流体，也会导致成本增加。因此，现有技术出现了由非金属的绝缘材料为基材，在其两侧形成导电层的复合集流体。

例如，CN 110165223 A公开了一种集流体、极片、电池及集流体制作方法。该现有技术指出，复合集流体在绝缘层上形成导电层之后，在后续冷压过程中，由于绝缘层和导电层冷压延伸率不一样，容易出现导电层和绝缘层分离的情况，降低了集流体使用稳定性。另外，绝缘层两侧的导电层通常呈分离设置，导致集流体的电阻较大。因而该现有技术的复合集流体在绝缘层上形成有多个贯通孔；导电层包括第一导电层、第二导电层及连接第一导电层及第二导电层的连接层，第一导电层和第二导电层设置在绝缘层的相对两侧，连接层设置在贯通孔的内壁面上。这样设计使得导电层包裹在绝缘层上，可缓解导电层从绝缘层上完全脱落的情况，另外，由于连接层属于导电层的一部分，该连接层也具有导电性，因此，通过连接层连接绝缘层的相对两侧的第一导电层及第二导电层，可以降低集流体的电阻。

上述现有技术提出的解决方案，只是缓解了导电层从绝缘层上完全脱落的情况，其根本原因在于绝缘层的表面结构不均匀，导致导电层在绝缘层上的附着力不够。以真空溅射工艺形成导电层为例，由于高分子材质的绝缘层的厚度很薄，难以耐受长时间的高温溅射，需要一边卷绕移动一边进行溅射，因而每个溅射腔室可以在绝缘层表面形成的导电层的厚度十分有限，达到需要的导电层厚度需要经过不同腔室的靶材轰击逐层堆叠形成，而且还有可能需要将绝缘层卷材在设备中重复多次进行溅射。此时一旦绝缘层表面性能不佳，就会导致每个腔室溅射形成的导电层的表面差异被逐渐放大，多次堆叠之后就很容易分层，在后续加工过程中就会出现堆叠层脱落掉粉的现象。

另外，集流体表面性能对电池的生产及性能也有较大的影响，这是因为集流体两面结构差异导致两面的涂层接触电阻不对称，进而使两面容量不能均匀释放；同时，两面不对称也引发涂层粘结强度不一致，使得两面涂层充放电循环寿命严重失衡，进而加快电池容量的衰减。这也与作为基材的底层高分子材料的表面结构是否均匀密切相关。另外，基材的结构性能还与材料的孔隙率、吸水率、氧气透过率等密切相关，在进行诸如真空溅射、金属蒸镀加工形成导电层的过程中，需要对膜层进行低温冷却才能进行高温加工，而基材孔隙过多、含氧量和含水率过高，都会使得低温下膜层中的水份和气体在高温时膨胀、干扰镀层的附着力，最终影响导电层的成膜效果。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种用于复合集流体的聚酯功能母料及其制备方法，以减少或避免前面所提到的问题。