本发明涉及电池生产,具体是涉及一种固态锂电池用立体复合铜箔及其制备方法。
背景技术:
1、现有固态锂电池一般采用铜箔作为负极集流体。由于铜箔一般是实心铜,重量较重,且铜材料用量较大,成本高,从而导致固态锂电池的重量较重并增加了固态锂电池的制造成本。同时,在固态锂电池进行充放电的过程中,由于铜箔上没有设置供电解质中的锂离子穿过的孔,因而会导致电解质中的锂离子从铜箔的一侧移动至铜箔另一侧时的速度会比较慢,降低了固态锂电池充放电的速度。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足,本发明提供一种固态锂电池用立体复合铜箔及其制备方法,可减少固态锂电池的重量并可减少固态锂电池的制造成本,同时可提高固态锂电池充放电的速度。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
3、本发明的第一方面提供一种固态锂电池用立体复合铜箔,包括支撑层,所述支撑层为多孔膜层或纤维膜层,所述支撑层的两面分别设有第一金属化层、第二金属化层,所述第一金属化层的远离支撑层的一面设有第三金属化层,所述第二金属化层的远离支撑层的一面设有第四金属化层,所述第三金属化层的远离第一金属化层的一面设有第一导电铜层,所述第四金属化层的远离第二金属化层的一面设有第二导电铜层。
4、作为优选的技术方案,所述多孔膜层为pet多孔膜层、pp多孔膜层、pi多孔膜层或pe多孔膜层。
5、作为优选的技术方案,所述纤维膜层为pet纤维膜层、pp纤维膜层、pi纤维膜层或pe纤维膜层。
6、作为优选的技术方案,所述多孔膜层或纤维膜层的孔的孔径为0.05-500μm,孔隙率为0.1%-80%。
7、作为优选的技术方案,所述第一金属化层和第二金属化层的材质均为钴、铝、镍、镉、镁、锂和锰中的一种或多种组合。
8、作为优选的技术方案,所述第三金属化层和第四金属化层的材质均为铜或铜合金。
9、作为优选的技术方案,所述支撑层的厚度为1-30μm。
10、作为优选的技术方案,所述第一金属化层和第二金属化层的厚度均为5-100nm,所述第三金属化层和第四金属化层的厚度均为10-200nm。
11、作为优选的技术方案,所述第一导电铜层和第二导电铜层的厚度均为500-2000nm。
12、本发明的第二方面提供一种固态锂电池用立体复合铜箔的制备方法,包括以下步骤:
13、s1、提供支撑层,支撑层为多孔膜层或纤维膜层;
14、s2、通过磁控溅射、蒸镀或化学镀的方法在支撑层的两面分别设置第一金属化层、第二金属化层;
15、s3、通过磁控溅射、蒸镀或化学镀的方法在第一金属化层的远离支撑层的一面设置第三金属化层以及在第二金属化层的远离支撑层的一面设置第四金属化层;
16、s4、通过电镀或蒸镀的方法在第三金属化层的远离第一金属化层的一面设置第一导电铜层以及在第四金属化层的远离第二金属化层的一面设置第二导电铜层。
17、本发明的有益效果是:本发明通过设置的支撑层,支撑层为多孔膜层或纤维膜层,可减少复合铜箔的重量以及可减少铜材料的用量,从而减少了固态锂电池的重量和固态锂电池的制造成本,并且在固态锂电池进行充放电的过程中,多孔膜层上的孔或纤维膜层上的孔能够作为电解质中锂离子移动的通道,使得固态锂电池电解质中的锂离子能够从复合铜箔的一侧快速移动至复合铜箔的另一侧,从而可提高固态锂电池的充放电速度,通过设置的第一导电铜层和第二导电铜层,能够满足复合铜箔的载流性能要求以及抗拉伸强度要求,从而满足了固态锂电池性能要求。另外,通过设置的第一金属化层,起到隔离第一导电铜层和支撑层的作用,设置的第二金属化层,起到隔离第二导电铜层和支撑层的作用,从而对支撑层起到保护作用,在固态锂电池进行高低温循环测试过程中,可避免支撑层出现烫穿的情况,从而提高了复合铜箔在固态锂电池高低温循环测试过程中的稳定性,通过设置的第三金属化层、第四金属化层,可提高第一金属化层和第一导电铜层之间的粘接力、第二金属化层和第二导电铜层之间的粘接力,可避免第一导电铜层、第二导电铜层脱落。
1.一种固态锂电池用立体复合铜箔,其特征在于,包括支撑层,所述支撑层为多孔膜层或纤维膜层,所述支撑层的两面分别设有第一金属化层、第二金属化层,所述第一金属化层的远离支撑层的一面设有第三金属化层,所述第二金属化层的远离支撑层的一面设有第四金属化层,所述第三金属化层的远离第一金属化层的一面设有第一导电铜层,所述第四金属化层的远离第二金属化层的一面设有第二导电铜层。
2.根据权利要求1所述的固态锂电池用立体复合铜箔,其特征在于,所述多孔膜层为pet多孔膜层、pp多孔膜层、pi多孔膜层或pe多孔膜层。
3.根据权利要求1所述的固态锂电池用立体复合铜箔,其特征在于,所述纤维膜层为pet纤维膜层、pp纤维膜层、pi纤维膜层或pe纤维膜层。
4.根据权利要求1所述的固态锂电池用立体复合铜箔,其特征在于,所述多孔膜层或纤维膜层的孔的孔径为0.05-500μm,孔隙率为0.1%-80%。
5.根据权利要求1所述的固态锂电池用立体复合铜箔,其特征在于,所述第一金属化层和第二金属化层的材质均为钴、铝、镍、镉、镁、锂和锰中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的固态锂电池用立体复合铜箔,其特征在于,所述第三金属化层和第四金属化层的材质均为铜或铜合金。
7.根据权利要求1所述的固态锂电池用立体复合铜箔,其特征在于,所述支撑层的厚度为1-30μm。
8.根据权利要求1所述的固态锂电池用立体复合铜箔,其特征在于,所述第一金属化层和第二金属化层的厚度均为5-100nm,所述第三金属化层和第四金属化层的厚度均为10-200nm。
9.根据权利要求1所述的固态锂电池用立体复合铜箔,其特征在于,所述第一导电铜层和第二导电铜层的厚度均为500-2000nm。
10.一种固态锂电池用立体复合铜箔的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: