本申請屬于高分子材料，具體涉及形貌可控的高分子材料表面結構及刻蝕方法。

背景技術：

1、在許多領域，如鋰電材料、微電子、生物醫(yī)學、光學等，對具有特定表面形貌的高分子材料有著迫切的需求，例如在鋰電材料領域，隨著人們對清潔能源和高效能電池的追求，需要開發(fā)出具有特殊表面形貌的高分子材料來提升電池的性能和穩(wěn)定性。

2、傳統(tǒng)的高分子材料表面形貌往往為平面，一般的表面改性方法往往只關注總體效果，表面具體刻蝕形狀往往因技術原因不做要求，且難以精確控制，同時如果處理的材料為高透過光材料時，材料表面更難處理，這限制了其在一些高端應用中的性能和效果。隨著行業(yè)技術的快速發(fā)展，特別是在鋰電材料領域，如隔膜等，往往為高透光率高分子薄膜材料，其表面形貌在電芯生產中直接影響后續(xù)電芯的性能，具有重要作用。因此，形貌可控的高分子材料表面結構及刻蝕方法具有重要的意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N形貌可控的高分子材料表面結構及刻蝕方法，旨在解決現(xiàn)有技術中現(xiàn)有高分子材料表面具體刻蝕形狀往往因技術原因不做要求，且難以精確控制的問題。

2、第一方面，一種形貌可控的高分子材料表面結構，包括高分子材料，所述高分子材料包括高分子基體和分布在高分子基體表面的功能性形貌層，所述功能性形貌層通過刻蝕方法形成，且刻蝕方法可實現(xiàn)對功能性形貌層的結構和尺寸進行精確控制；

3、所述高分子材料的上表面等間距開設有第一刻蝕孔；

4、所述高分子材料的下表面等間距開設有第二刻蝕孔。

5、進一步的，所述高分子基體以pp、pet以及pi高分子材料為主，且高分子基體的厚度不受限制。

6、進一步的，所述功能性形貌層為納米、微米線、孔、圖案的具有特定功能和結構的微觀結構。

7、進一步的，所述第一刻蝕孔和第二刻蝕孔的形狀為孔、線以及槽的任意一種。

8、進一步的，所述第一刻蝕孔的直徑尺寸為20um-3000um，每組所述第一刻蝕孔間距尺寸為光斑直徑的2倍及以上整數(shù)倍，所述第一刻蝕孔在高分子材料的上表面呈陣列分布，且陣列形式為矩形、錯位星形、曲線形中的任意一種或組合使用。

9、進一步的，所述第一刻蝕孔能夠通過刻蝕去除高分子材料在局部形成通孔。

10、第二方面，一種形貌可控的高分子材料表面刻蝕方法，所述方法包括以下步驟：

11、s1：利用激光對高分子材料表面進行選擇性刻蝕；

12、s2：激光器在高分子材料表面刻蝕深度在5nm-20um，刻蝕直徑在20um-3000um范圍內的第一刻蝕孔；

13、s3：若高分子材料為透明材料時，需要在其底部加襯底，襯底與高分子材料接觸，當采用底部加襯底方式進行刻蝕時，底部襯底的表面要求為高吸光，黑度大于0.7；

14、s4：通過調整激光器的激光功率、掃描速度以及采用振鏡系統(tǒng)的方式實現(xiàn)米級以上寬度的材料的刻蝕。

15、進一步的，所述激光器采用飛秒及皮秒激光，所述激光器的激光波長高于500nm。

16、進一步的，所述激光器采用doe系統(tǒng)可對光斑形狀及能量進行調控，以形成形狀可控的第一刻蝕孔和第二刻蝕孔。

17、相比現(xiàn)有技術，本申請至少具有以下有益效果：

18、本申請基于對現(xiàn)有技術問題的進一步分析和研究，通過利用激光技術進行高透光率高分子材料的表面處理，通過激光選擇及工藝調整實現(xiàn)了在高透光率高分子材料上進行表面刻蝕可控結構及相關工藝方法，同時刻蝕方法簡單、可控性好，能夠在高分子基體表面形成各種復雜的微觀形貌，提高了高分子材料的性能和應用范圍，高分子材料表面通過刻蝕方法實現(xiàn)形貌的精確控制，能夠滿足不同領域對高分子材料表面形貌的特定需求，尤其在鋰電材料領域具有重要應用價值。

技術特征：

1.一種形貌可控的高分子材料表面結構，包括高分子材料(1)，其特征在于，所述高分子材料(1)包括高分子基體和分布在高分子基體表面的功能性形貌層，所述功能性形貌層通過刻蝕方法形成，且刻蝕方法可實現(xiàn)對功能性形貌層的結構和尺寸進行精確控制；

2.根據權利要求1所述的一種形貌可控的高分子材料表面結構，其特征在于，所述高分子基體以pp、pet以及pi高分子材料為主，且高分子基體的厚度不受限制。

3.根據權利要求1所述的一種形貌可控的高分子材料表面結構，其特征在于，所述功能性形貌層為納米、微米線、孔、圖案的具有特定功能和結構的微觀結構。

4.根據權利要求1所述的一種形貌可控的高分子材料表面刻蝕方法，其特征在于，所述第一刻蝕孔(2)和第二刻蝕孔(3)的形狀為孔、線以及槽的任意一種。

5.根據權利要求1所述的一種形貌可控的高分子材料表面結構，其特征在于，所述第一刻蝕孔(2)的直徑尺寸為20um-3000um，每組所述第一刻蝕孔(2)間距尺寸為光斑直徑的2倍及以上整數(shù)倍，所述第一刻蝕孔(2)在高分子材料(1)的上表面呈陣列分布，且陣列形式為矩形、錯位星形、曲線形中的任意一種或組合使用。

6.根據權利要求1所述的一種形貌可控的高分子材料表面結構，其特征在于，所述第一刻蝕孔(2)能夠通過刻蝕去除高分子材料(1)在局部形成通孔。

7.一種形貌可控的高分子材料表面刻蝕方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

8.根據權利要求7所述的一種形貌可控的高分子材料表面刻蝕方法，其特征在于，所述激光器采用飛秒及皮秒激光，所述激光器的激光波長高于500nm。

9.根據權利要求7所述的一種形貌可控的高分子材料表面刻蝕方法，其特征在于，所述激光器采用doe系統(tǒng)可對光斑形狀及能量進行調控，以形成形狀可控的第一刻蝕孔(2)和第二刻蝕孔(3)。

技術總結
本申請公開了一種形貌可控的高分子材料表面結構及刻蝕方法，包括：高分子材料，所述高分子材料包括高分子基體和分布在高分子基體表面的功能性形貌層，所述功能性形貌層通過刻蝕方法形成，且刻蝕方法可實現(xiàn)對功能性形貌層的結構和尺寸進行精確控制；所述高分子材料的上表面等間距開設有第一刻蝕孔；所述高分子材料的下表面等間距開設有第二刻蝕孔。本申請屬于高分子材料技術領域，本申請的目的在于解決現(xiàn)有技術中高分子材料表面具體刻蝕形狀往往因技術原因不作要求，且難以精確控制的問題。達到的技術效果為：通過激光選擇及工藝調整實現(xiàn)了在高透光率高分子材料上進行表面刻蝕及相關工藝方法，同時刻蝕方法簡單、精確控制效果好。

技術研發(fā)人員：陳正偉,胡文娟,鄒清龍,郭嵩
受保護的技術使用者：遼寧濮謙科技發(fā)展有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15