本發(fā)明屬于集流體相關(guān)，更具體地，涉及一種復(fù)合導(dǎo)電膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池的安全性一直是終端用戶(hù)關(guān)注的問(wèn)題。鋰離子電池通常是安全的，但如果使用、充電不當(dāng)或損壞，它們可能會(huì)引起火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)，特別是在目前鋰電池的比能量密度接近其理論極限時(shí)。現(xiàn)有技術(shù)中提出了許多方法來(lái)提高鋰離子電池的安全性能，例如采用本質(zhì)安全電極材料(如磷酸鐵鋰而不是三元正極材料)，添加阻燃電解質(zhì)(如固態(tài)電解質(zhì)或不可燃電解質(zhì))，或使用熱穩(wěn)定的隔膜等。然而，上述大多數(shù)方法涉及額外的制造工藝和/或需要額外的材料使用，這不僅增加了生產(chǎn)成本，而且降低了鋰離子電池的能量密度。

2、金屬塑料膜集流體(復(fù)合集流體)在不犧牲鋰離子電池能量密度的前提下，能夠有效保障鋰離子電池在機(jī)械濫用情況下的安全性。因此，越來(lái)越多的鋰電池廠家開(kāi)始嘗試復(fù)合集流體使用來(lái)替代純金屬薄膜作為鋰離子電池的集流體。與金屬集流體相比，金屬塑料膜復(fù)合集流體質(zhì)量更輕，成本更低，安全性能更好。

3、現(xiàn)有技術(shù)在制備復(fù)合集流體時(shí)，通過(guò)在高分子原始基膜上進(jìn)行磁控濺射、氣相沉積或化學(xué)鍍的方法得到金屬鍍層，再烘干和抗氧化處理得到“金屬層-高分子層-金屬層”的夾心結(jié)構(gòu)的復(fù)合集流體。目前復(fù)合集流體在鍍膜制備后，需要對(duì)獲得的薄膜進(jìn)行收卷，尤其是雙面鍍層的集流體，因薄膜表面過(guò)于光滑、平整，在收卷張力下，形成真空板結(jié)，從而導(dǎo)致膜卷在放卷過(guò)程中薄膜粘連，造成鍍層脫落，甚至薄膜斷裂，也可能在后續(xù)放卷過(guò)程中，因粘連導(dǎo)致薄膜抖動(dòng)，影響后續(xù)加工。

4、因此，亟待設(shè)計(jì)一種復(fù)合導(dǎo)電膜，以避免膜卷在放卷過(guò)程中產(chǎn)生膜層的黏附，提高良品率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種復(fù)合導(dǎo)電膜及其制備方法，在支撐層表層具有差異的表面輪廓，以形成空氣容置的空腔，以改善卷對(duì)卷加工過(guò)程中薄膜粘連問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種復(fù)合導(dǎo)電膜，包括支撐層1，其厚度方向上具有兩個(gè)表面；以及導(dǎo)電層2，形成在支撐層1的至少一個(gè)表面；形成的復(fù)合導(dǎo)電膜在厚度方向上的兩個(gè)表面的輪廓形貌具有差異，以實(shí)現(xiàn)在兩層復(fù)合導(dǎo)電膜接觸后形成氣體容置的空腔3。

3、基于上述技術(shù)方案，通過(guò)輪廓形貌差異使得兩層復(fù)合導(dǎo)電膜接觸時(shí)具有氣體容置空腔，改善薄膜粘連問(wèn)題。

4、優(yōu)選地，所述復(fù)合導(dǎo)電膜在厚度方向上的兩個(gè)表面具有差異的輪廓單元的平均寬度rsm，其差值不小于0.5μm。

5、基于上述技術(shù)方案，表面輪廓的平均寬度差異，在收卷后兩輪廓表面接觸時(shí)，其中一側(cè)具有更寬的輪廓單元的平均寬度，因此會(huì)留有孔隙來(lái)留存空氣，以減少膜面貼合后的真空度，從而可以改善薄膜表面粘連的情況。

6、優(yōu)選地，所述復(fù)合導(dǎo)電膜在厚度方向上的兩個(gè)表面具有差異的表面粗糙度rz。

7、基于上述技術(shù)方案，具有粗糙度差異的表面，可增加配合面中空隙，也可以一定程度增加后續(xù)電極中相關(guān)活性材料等的附著。

8、優(yōu)選地，所述復(fù)合導(dǎo)電膜在厚度方向上的兩個(gè)表面具有差異的輪廓單元的平均寬度rsm以及差異的表面粗糙度rz。

9、基于上述技術(shù)方案，可以進(jìn)一步增加配合面中空隙；優(yōu)選具有較大粗糙度的表面設(shè)置在表面輪廓平均寬度大的一側(cè)，這樣可以協(xié)同輪廓單元形成的間隙，預(yù)留更多的空氣留存空間，降低膜面收卷貼合后的真空度。

10、優(yōu)選地，所述復(fù)合導(dǎo)電膜在厚度方向上的一個(gè)表面的輪廓單元的平均寬度為rsm1，其范圍為2-8μm；另一個(gè)表面的輪廓單元的平均寬度為rsm2，其范圍為0.2-2μm。

11、優(yōu)選地，所述復(fù)合導(dǎo)電膜在厚度方向上的一個(gè)表面的粗糙度rz1為其對(duì)應(yīng)的復(fù)合導(dǎo)電膜厚度的0.01-0.4倍，另一表面的粗糙度rz2為rz1的0.1-0.6倍。

12、優(yōu)選地，所述支撐層1的厚度設(shè)置為3-50μm，其材質(zhì)為高分子材料或石墨薄膜，其表面粗糙度在0.5μm以上。

13、優(yōu)選地，所述導(dǎo)電層2的厚度為0.05-3μm，其材質(zhì)為金、銀、銅、鋁、鎳、鉻中的一種或組合。

14、按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種復(fù)合導(dǎo)電膜的制備方法：

15、在支撐層1的單面設(shè)置導(dǎo)電層2時(shí)，選擇適宜的表面輪廓單元平均寬度的支撐層1，根據(jù)支撐層1表面的輪廓單元的平均寬度來(lái)控制導(dǎo)電層2表面的輪廓單元的平均寬度；在支撐層1的雙面設(shè)置導(dǎo)電層2時(shí)，控制其兩側(cè)的導(dǎo)電層2表面形成差異的輪廓單元的平均寬度。

16、優(yōu)選地，在支撐層1的單面設(shè)置導(dǎo)電層2時(shí)，采用激光刻蝕處理支撐層1，使用激光刻蝕可以有效的在支撐層1上刻畫(huà)出不對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)表面，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行金屬層的蒸鍍、磁控等沉積，可以得到由支撐層1表面形貌決定的復(fù)合導(dǎo)電膜表面。

17、優(yōu)選地，在支撐層1的雙面設(shè)置導(dǎo)電層2時(shí)，采用如下至少一種方式雙面鍍覆導(dǎo)電層2以形成差異的表面輪廓：加大蒸鍍后靶材溫度；加大蒸鍍后靶材溫度；或降低支撐層的車(chē)速；或降低支撐層與靶材間距；或用激光刻蝕處理支撐層。

18、基于上述技術(shù)方案，通過(guò)調(diào)節(jié)蒸發(fā)功率，來(lái)增加蒸鍍靶材的溫度，從而可以增加粒子的能量，利于晶體生長(zhǎng)，且形成導(dǎo)電層的部分晶體由于高溫產(chǎn)生再結(jié)晶，使得沉積在支撐層表面的粒子形成的晶體尺寸更大、小尺寸晶體減少，進(jìn)而表面的輪廓會(huì)形成更大的間距，且表面粗糙度更大；更低的車(chē)速，在單位時(shí)間內(nèi)獲得高溫粒子的數(shù)量更多，因此整體的熱能越大，形成的晶體尺寸也更大、且趨于柱狀，易于形成更大的輪廓間隔及表面粗糙度；降低支撐層與靶材間距；也可以一定程度上增加粒子沉積在支撐層表面的能量，從而增大粒子的能量及溫度。

19、進(jìn)一步地，導(dǎo)電層2的形成基于金屬粒子沉積的方式，靶材粒子沉積到支撐層1表面的能量不同，形成的晶體尺寸也不同。

20、基于上述技術(shù)方案，通過(guò)控制靶材粒子沉積到支撐層表面的能量差異，可以控制金屬粒子沉積形成的晶體尺寸，進(jìn)而表現(xiàn)為表面輪廓單元存在差異。當(dāng)具有較大能量的金屬粒子沉積到支撐層表面時(shí)，晶體容易聚集形成相對(duì)更大的晶體尺寸，因此其具有更大的輪廓單元間隙，在收卷后具有空氣留存的間隙。

21、總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種復(fù)合導(dǎo)電膜主要具有以下有益效果：

22、1.本發(fā)明提出的復(fù)合導(dǎo)電膜，在卷對(duì)卷生產(chǎn)工藝中，兩層卷繞起來(lái)的復(fù)合導(dǎo)電膜之間會(huì)在接觸后形成氣體容置的空腔。本發(fā)明通過(guò)不對(duì)稱(chēng)的支撐層輪廓差異，進(jìn)而得到不對(duì)稱(chēng)的導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)，使得兩層復(fù)合導(dǎo)電膜貼合時(shí)具有氣體容置空腔，改善卷對(duì)卷加工過(guò)程中薄膜粘連問(wèn)題。

23、2.本發(fā)明可以通過(guò)多種途徑實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)的復(fù)合導(dǎo)電膜表面形貌，例如控制支撐層的表面形貌差異，進(jìn)而得到導(dǎo)電層的形貌差異，使用激光刻蝕可以有效的在支撐層上刻畫(huà)出不對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)表面。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行金屬層的蒸鍍、磁控等沉積，可以得到由支撐層表面形貌決定的復(fù)合導(dǎo)電膜表面。本發(fā)明可在支撐層創(chuàng)建出各種獨(dú)特的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，例如溝槽型、波浪形等，并且不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)所處的區(qū)域范圍可控，通過(guò)控制激光刻蝕的區(qū)域大小，最大化的利用氣體容置空腔。

24、3.本發(fā)明可以通過(guò)不同的導(dǎo)電層的形成方式，控制不同區(qū)域?qū)щ妼拥木Я４笮　Ｍㄟ^(guò)不同大小晶粒的堆疊，也可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合導(dǎo)電膜表面的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)具有較大能量的金屬粒子沉積到支撐層表面時(shí)，晶體容易聚集形成相對(duì)更大的晶體尺寸，因此其具有更大的輪廓單元間隙，在收卷后具有空氣留存的間隙。因此，在不增加額外工序的基礎(chǔ)上，即可實(shí)現(xiàn)卷對(duì)卷生產(chǎn)工藝中的薄膜粘附問(wèn)題。