本發(fā)明屬于集流體制備，具體涉及到一種聚芳硫醚砜復(fù)合集流體薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)今使用集流體制作的新能源電池中，負(fù)極集流體選擇銅箔，為提高能量密度及安全性，一種由高分子薄膜和金屬涂層組合得到的復(fù)合集流體逐漸受到關(guān)注，聚芳硫醚砜(pass)是一種高性能的特種工程材料，這種材料是聚苯硫醚(pps)的結(jié)構(gòu)改性物，具有出色的機(jī)械性能，這包括高強(qiáng)度和良好的韌性，它還具有良好的電性能，適用于電氣和電子應(yīng)用，復(fù)合集流體可以防止鋰離子電池在遇到碰橦、擠壓、穿刺等異常情況時(shí)因內(nèi)部短路而發(fā)生起火，爆炸等事故。

2、現(xiàn)有專利號(hào)為cn115477833b的中國(guó)發(fā)明專利，公開了以端部含有羥基的聚酯、以及含有羥基的架橋劑為原料，制備改性聚酯薄膜的過程中利用電子束輻照處理，誘導(dǎo)聚酯的部分羥基和架橋劑中的部分羥基縮合，提高聚酯的分子量和交聯(lián)度，進(jìn)而提升改性聚酯薄膜的力學(xué)性能。將該改性聚酯薄膜應(yīng)用到復(fù)合集流體中可以降低破膜引起的不良率，提高復(fù)合集流體的力學(xué)性能，但在實(shí)際的操作后，因?yàn)殡娮邮椪仗幚砀淖兞吮∧さ谋砻嫘再|(zhì)，使得薄膜表面光滑且基本不帶有陰極官能團(tuán)，導(dǎo)致導(dǎo)電銅層與非金屬改性聚酯薄膜之間的結(jié)合能力差。

3、在電池制造中，復(fù)合集流體通常由非金屬絕緣層和金屬導(dǎo)電層組成，以提高電池的安全性和性能，然而，由于非金屬薄膜與鍍層金屬之間界面差異，非金屬薄膜具有較低的表面能和較弱的極性，這種差異導(dǎo)致兩層材料之間的相互作用力較弱，從而影響附著力，非金屬薄膜在進(jìn)行縮合改性后，表面光滑程度增加，和金屬箔層的結(jié)合點(diǎn)位減少，不利于附著力的提高，當(dāng)金屬箔層與非金屬基層的附著力較差時(shí)，在受外力作用中容易出現(xiàn)導(dǎo)電脫層的情況，一旦受外力擠壓穿刺時(shí)，金屬箔層出現(xiàn)剝離脫落，就可以能導(dǎo)致層間短路，層間短路會(huì)加劇內(nèi)部短路的情況，從而導(dǎo)致電池性能下降，甚至引發(fā)熱失控等惡劣現(xiàn)象，鑒于此，提供一種聚芳硫醚砜復(fù)合集流體薄膜及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種聚芳硫醚砜復(fù)合集流體薄膜及其制備方法。

2、解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種聚芳硫醚砜復(fù)合集流體薄膜制備方法，包括如下步驟：

4、(1)首先將pass樹脂粉末與穩(wěn)定劑、抗氧化劑、增韌劑、抗粘劑和填料進(jìn)行預(yù)混合，預(yù)混合可以在低速混合機(jī)中進(jìn)行，確保所有助劑均勻分散；

5、(2)通過擠出流延法制備pass薄膜：將聚芳硫醚砜在200℃至350℃之間通過擠出機(jī)熔融塑化，通過模頭流延出pass物料，將pass物料牽引至流延輥組；

6、(3)通過雙向拉伸制備符合厚度的pass薄膜，pass薄膜的厚度為3μm±0.3μm；

7、(4)制備出的薄膜進(jìn)行物理改性(紫外光輻射處理和等離子體處理二選一)，引入含氫，含氮或含氧氣體組分，為等離子體氣體中裝載飽和水蒸氣，可在塑料表面產(chǎn)生大量陰極基團(tuán)，從而提高其表面附著力，有利于干粘料與材料的粘結(jié)。

8、進(jìn)一步的，穩(wěn)定劑包括擴(kuò)鏈劑、封端劑、偶聯(lián)劑，穩(wěn)定劑占整個(gè)混合物的0.1-0.5％，擴(kuò)鏈劑在聚合反應(yīng)的早期階段添加，封端劑在擴(kuò)鏈劑之后于聚合反應(yīng)接近完成時(shí)添加，偶聯(lián)劑在造?；蚧旌想A段添加。

9、通過上述技術(shù)方案，擴(kuò)鏈劑通常在聚合反應(yīng)的早期階段添加，即在單體混合物開始聚合并分子量還不太高時(shí)加入，改善樹脂的強(qiáng)度和韌性，封端劑達(dá)到所需的分子量后添加，防止聚合物鏈過度增長(zhǎng)，導(dǎo)致后續(xù)加工困難，偶聯(lián)劑有助于在樹脂和填料之間形成化學(xué)鍵，提高樹脂與其他填料或增強(qiáng)材料的相容性和粘接力，改善復(fù)合材料的機(jī)械性能和耐久性。

10、進(jìn)一步的，封端劑采用酚類封端劑和鹵代烴封端劑組合構(gòu)成，酚類封端劑采用對(duì)羥基苯甲酸，鹵代烴封端劑采用鹵代苯，對(duì)羥基苯甲酸和鹵代苯的質(zhì)量比為按照1:2。

11、通過上述技術(shù)方案，酚類封端劑和鹵代烴封端劑組合使用時(shí)，聚合物鏈之間不僅存在氫鍵和偶極-偶極相互作用，還存在范德華力等其他類型的分子間作用力，使得聚合物鏈之間的凝聚力更強(qiáng)，聚合物鏈的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，這有助于提高聚合物的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性。

12、進(jìn)一步的，抗氧化劑占整個(gè)混合物的0.1-0.5％，抗氧化劑采用酚類抗氧化劑，酚類抗氧化劑采用叔丁基對(duì)苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和2,6-二叔丁基對(duì)甲酚中的一種或多種。

13、通過上述技術(shù)方案，在熔融過程中，通過捕捉自由基來阻止氧化過程，避免樹脂受熱老化。

14、進(jìn)一步的，抗氧化劑采用酚類抗氧化劑和金屬螯合劑組合，金屬螯合劑采用檸檬酸、磷酸和抗壞血酸中的一種或多種。

15、通過上述技術(shù)方案，在進(jìn)行樹脂制備的過程中，抗金屬離子氧化，后續(xù)未反應(yīng)的金屬螯合劑，在電鍍金屬層的過程中，通過與金屬銅離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，提高接合牢固程度。

16、進(jìn)一步的，增韌劑占整個(gè)混合物的0.2-1％，增韌劑采用聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sbs)、聚丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(pbs)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)和聚酰亞胺(pi)中的一種或多種。

17、通過上述技術(shù)方案，這些增韌劑，可以在制備階段減少樹脂在加工設(shè)備上的粘附，提高混料時(shí)的流動(dòng)性，還可以在后續(xù)的進(jìn)行金屬鍍層加工時(shí)，引入陰極基團(tuán)，提高非金屬基層和金屬銅層之間的結(jié)合強(qiáng)度。

18、進(jìn)一步的，抗粘劑可以采用聚二甲基硅氧烷(pdms)、硬脂酸鈣、硬脂酸甲酯和聚乙烯醇(pva)中的一種或多種，抗粘劑占整個(gè)混合物的0.1-0.5％，填料可選微孔顆粒和納米粒子，填料占整個(gè)混合物的1-5％。

19、通過上述技術(shù)方案，抗粘劑防止樹脂顆粒之間相互粘結(jié)，微孔顆粒和納米粒子表面積大，可以補(bǔ)充樹脂分子之間的弱區(qū)，提升聚合物自身韌性，用于改善物理性能，提高抗拉強(qiáng)度，還可以控制成本。

20、進(jìn)一步的，步驟四中，同時(shí)進(jìn)行等離子體處理和紫外光輻射處理進(jìn)行物理改性。

21、通過上述技術(shù)方案，結(jié)合使用紫外光輻射處理和等離子體處理，可以在聚合物表面引入更豐富的官能團(tuán)，還可以形成配位化合物，更有效地提高聚合物薄膜的表面附著力。

22、一種聚芳硫醚砜復(fù)合集流體薄膜，包括基層，基層采用聚芳硫醚砜樹脂流延拉伸制成的薄膜狀結(jié)構(gòu)，所述基層表面通過物理改性產(chǎn)生附著層。

23、通過上述技術(shù)方案，附著層通過物理改性產(chǎn)生，并用于為鍍銅層提供良好的附著環(huán)境。

24、一種聚芳硫醚砜復(fù)合集流體制備方法，包括聚芳硫醚砜復(fù)合集流體薄膜，具體步驟如下：

25、(1)通過復(fù)合集流體常規(guī)制備方法得到所需厚度的所述聚芳硫醚砜復(fù)合集流體薄膜，如使用兩步法磁控濺射加蒸鍍/水電鍍?cè)趐ass基膜上鍍銅，先在pass基膜表面濺射一層導(dǎo)電的金屬層，再使用蒸鍍或水電鍍方法使銅離子沉積在pass基膜上形成導(dǎo)電薄膜；

26、(2)得到由pass薄膜為基膜制備而成的復(fù)合集流體。

27、一種聚芳硫醚砜復(fù)合集流體，通過一種聚芳硫醚砜復(fù)合集流體制備方法制得，于基層表面的附著層濺射附著銅層，所述附著銅層厚度增加形成金屬膜。

28、通過上述技術(shù)方案，使用兩步法磁控濺射加蒸鍍/水電鍍?cè)趐ass基膜上鍍銅，先在pass基膜表面濺射一層導(dǎo)電的金屬膜，再使用蒸鍍或水電鍍方法使銅離子沉積在pass基膜上形成薄膜，分步制得厚度均勻的導(dǎo)電銅層。

29、本發(fā)明的有益效果如下：

30、(1)本發(fā)明通過制備材料的改進(jìn)，聚芳硫醚砜薄膜耐高溫，耐腐蝕，阻燃性好，而且在抗沖擊，抗拉伸性能也比較優(yōu)秀，采用該薄膜能有效避免導(dǎo)電銅層脫離的風(fēng)險(xiǎn)，還能發(fā)揮聚芳硫醚砜?jī)?yōu)異的阻燃性，耐熱性能等優(yōu)勢(shì)，在生產(chǎn)集流體并應(yīng)用于汽車電池時(shí)，減緩了動(dòng)力電池因銅層導(dǎo)致內(nèi)短路易引發(fā)熱失控的現(xiàn)象；

31、(2)本發(fā)明通過制備工藝的優(yōu)化，選用酚類封端劑和鹵代烴封端劑的組合使用，在pass薄膜中引入了多重極性相互作用、協(xié)同效應(yīng)和穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)，使得成品樹脂的抗拉進(jìn)一步增加，選取的增韌劑在樹脂拉升過程中減少與設(shè)備的粘附，在物理改性中可以引入多種官能團(tuán)，提高非金屬基層和金屬銅層之間的結(jié)合強(qiáng)度；

32、(3)本發(fā)明通過制備工藝的改進(jìn)，在進(jìn)行濺射鍍銅前，利用物理改性使得pass薄膜表面產(chǎn)生大量陰極基團(tuán)，并通過紫外光輻射處理和等離子體處理的組合，使產(chǎn)生的陰極基團(tuán)多樣化，與金屬離子之間產(chǎn)生不同類型的化學(xué)鍵和化合物，從而提高其表面附著力，進(jìn)一步提升基層與銅層的結(jié)合強(qiáng)度。