CN116487826A - 一种导电/导热材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是提供一种导电/导热材料及其制备方法,其针对现有轻量化导电材料强度的不足及安全性使用需求,提供一种导电/导热材料代替传统的铜箔或铝箔类材料,该导电材料的机械性能、机台的适应性均得到大幅提升。制备的导电/导热材料在涂布工艺、分切工艺、缠绕工艺等加工过程中制作难度大幅下降、制作良率大幅提升。
Description
技术领域:
本发明涉及新能源及智能设备生产材料的导电/导热材料技术领域, 如涉及一种导电/导热薄膜或基板及胶膜的制作方法,特别是涉及一种导 电/导热材料及其制备方法。
背景技术:
随着智能手机、新能源汽车及分布式电站的发展,智能设备的锂电 池软包、动力电池软包、储能电池软包、各类导电线路板材料等都出现 了跨越式发展。导电、屏蔽、导热材料的需求大幅增长。然而,手机、 平板等需要轻量化便于携带和延长待机时间,动力储能类电池需要轻量 化可以提高能量密度增加续航里程,电池系统需要绝缘及导热安全性设计等等这些都为导电/导热材料的发展提出了需求。
目前,导电/导热材料主要还是以铜箔和铝箔类材料为主,为达到轻 量化设计的需求,减少导电材料的厚度成了诸多设计中的首选方案,然 而,无论是铜箔还是铝箔厚度低于一定值时,其机械强度即发生较大衰 减,无法满足电池系统生产过程中涂布、卷绕等众多工序的加工需求。 在现实现制备过程中,主要表现在材料过薄后机械强度过低,无法满足 设备运行所需的最低张力需求;同时材料因过薄而导致膜面刚性过低, 极其容易折皱,导致无法收卷;此外,作为金属箔厚度越薄其对环境洁 净度的要求越高,任何微小的颗粒都可以造成无法恢复的永久性垫伤。
为此,现已有化学镀铜或铝、磁控或蒸发镀铜或铝和电镀铜搭配的 方式来制作复合类金属材料案例,但是单纯的化学镀铜或铝,生产效率 过低,一般1微米铜或铝厚需要30~60分钟,严重抑制产业化;而磁控/ 蒸发镀铜或铝搭配电镀方式虽可提高生产效率,但在磁控或蒸发过程中, 高温金属颗粒飞溅很容易烧穿绝缘基材,造成后续加工困难或引起电池 安全隐患。
因此,如何来提供一种导电/导热材料及其制备方法,既达到轻量化 设计的需求,又能避免材料因过薄而导致膜面刚性过低,而容易折皱, 导致无法收卷的问题;同时,材料采用特别的制作方式,避免高温飞溅 物导致的材料穿孔所引发的电池安全隐患问题等。且该制备工艺及方法 简单,成本较低。
发明内容:
本发明的目的是提供一种导电/导热材料及其制备方法,其针对现有 轻量化导电材料强度的不足及安全性使用需求,提供一种导电/导热材料 代替传统的铜箔或铝箔类材料,该导电材料的机械性能、机台的适应性 均得到大幅提升。制备的导电/导热材料在涂布工艺、分切工艺、缠绕工 艺等加工过程中制作难度大幅下降、制作良率大幅提升。
本发明的目的之一是公开一种导电/导热材料,包括:
热熔树脂层、热熔树脂金属混合层、增厚金属层中任意二层、三层 或多层的组合或是为热熔树脂金属混合层;其中,热熔树脂层中所用的 热熔树脂材料为聚脂树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯树脂、聚四氟乙烯树 脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯树脂中的任意一种及其衍生改性材料。
本发明所述的一种导电/导热材料,优选的,是包括热熔树脂层、热 熔树脂金属混合层、增厚金属层,按如下组合方式构成:
(1)单面导电/导热材料,其结构依次为热熔树脂层、热熔树脂金 属混合层、增厚金属层;
(2)双面导电/导热材料,其结构依次为中间热熔树脂层、两侧为 热熔树脂金属混合层,或是中间热熔树脂层、两侧为增厚金属层;
(3)中间导电/导热材料,其结构依次为中间热熔树脂及金属混合 层,两侧热熔树脂层;
(4)单纯层导电/导热胶膜,其结构为热熔树脂金属混合层。
本发明所述的一种导电/导热材料,是控制热熔树脂层的厚度为1微 米~1000微米;热熔树脂金属混合层厚度为大于0.02微米,控制单纯层 导电/导热胶膜厚度为大于5微米;控制所述增厚金属层的厚度为大于0.2 微米。
进一步的,是控制导电/导热材料的宽度大于1厘米。
本发明所述的一种导电/导热材料,优选的是所述热熔树脂金属混合 层中控制树脂与金属粉的质量配比为0.05%~80wt%。优选为5%~50 wt%。
本发明所述的一种导电/导热材料,其所述热熔树脂金属混合层中的 金属或金属粉为铜粉、氧化铜粉、铝粉、氧化铝粉、镍粉及镍粉化合物、 银粉或银包铜粉、锌粉及其化合物导电导热材料中任意一种或几种。
优选的是控制所述金属粉的粒径为小于100微米。
本发明的另一目的是公开所述的一种导电/导热材料的制备方法,以 热熔树脂或热熔树脂和金属粉为原料,其包括如下步骤:
步骤1,将热熔树脂或热熔树脂和金属粉的混合物,分别加入流延机 装置中的不同螺杆内,通过热熔挤出的方式在多层模头内复合,并通过 流延拉伸的方式形成薄膜,然后通过等离子双面处理方式对材料两面或 单面进行处理,使其表面具有均一的极性后收卷,为导电/导热膜半成品;
步骤2,将步骤1所得的导电/导热膜半成品通过电镀的方式使得两 侧的金属层厚度达到需求值,为电镀导电/导热膜半成品;
步骤3,将步骤2所得的电镀导电/导热膜半成品的金属层表面进行 抗氧化处理,以满足储存、转运及后续加工过程中的抗氧化需求,为导 电/导热材料产品。
进一步的,步骤1是控制热熔树脂和金属粉的质量比为2.5-3:1。
本发明所述的制备方法,其步骤1所述热熔挤出是控制其热熔挤出 温度为225-255℃;步骤2所述电镀是控制其电流密度为10-15A;控制 电镀速度为1-15m/min。
本发明公开的一种导电/导热材料及其制备方法,其是在于针对智能 手机、新能源汽车及分布式电站的发展,智能设备的锂电池软包、动力 电池软包、储能电池软包、各类导电线路板材料领域等,使用的现有导 电/导热材料大多采用纯铜箔或铝箔制作的状况,由于其密度相对同厚度 的塑料薄膜大很多,对应产品的重量影响较大,不利于终端产品的轻量 化设计。本发明提供的一种材料以热熔树脂与树脂与导电层组合的材料, 其密度远低于铜箔和铝箔,减轻了产品设计的重量,提高产品使用的便 捷性,电池材料有提高能量密度增加续航里程的作用。
二是,在于针对现有化学镀铜或铝制作工艺效率过慢问题,通过热 熔挤出流延复合半成品进行电镀的方式,提高生产效率,实现产业化。
三是,针对现有磁控溅射或蒸发与电镀组合方式中磁控或蒸发工艺 中金属物飞溅易造成材料烧穿问题,通过树脂和金属粉末热熔共挤的方 式彻底解决该技术难点。
以本发明方法制备的导电/导热材料,如热熔轻量化铜箔产品,其抗 张强度(Mpa)达282,而同样的以PET磁控/蒸发+电镀制备的同样的 导电导热材料,虽然其抗张强度(Mpa)达280,但是其在制备过程磁控 /蒸发时易穿孔;而以纯铜箔的也仅达224Mpa,但其重量大,能量密度 低等,且其面密度(g/m2)达55,而同样的本发明方法材料制备的导电/ 导热材料则仅其一半不到为24.8。说明本发明方法制备的镀铜薄膜强度 优于纯铜箔、面密度则不到铜箔的一半,故能很大程度提高电池的能量 密度。
附图说明:
图1,为本发明方法制备的多层结构的导电/导热材料,其最外层分 别为两增厚金属层3,然后则是两热熔树脂金属混合层2,夹于最中间的 为热熔树脂层1,即其五层;即热熔树脂层1的两侧先由两热熔树脂金 属混合层2包裹,最后再由最外层两增厚金属层3包括在热熔树脂金属 混合层2外侧面;
图2,为本发明方法制备的三层结构的导电/导热材料,中间层为热 熔树脂金属混合层2,而热熔树脂金属混合层2则分别包裹增厚金属层3 和热熔树脂层1;
图3,为本发明方法制备的同样是三层结构的导电/导热材料,中间 层为热熔树脂金属混合层2,而热熔树脂金属混合层2两侧面则均包裹 热熔树脂层1;
或者是利用本发明方法制备导电/导热材料,是为单层结构的导电/ 导热材料,即仅为上述附图中的热熔树脂金属混合层2;
图中,1、热熔树脂层,2、热熔树脂金属混合层,3、增厚金属层。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所解决的技术问题、技术方案及有 益效果作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明,并不用于限定本发明。本发明所述的原料和装置均可通 过市售获得,或者是现有技术可得到。本发明所述的“大于”或“小于” 是指其所要的尺寸大小控制在上述的要求范围,或者导电导热材料制备 智能手机、新能源汽车等使用要求的导电导热材料的尺寸要求,即现有 技术产品要求的尺寸范围。
如图1-3所示,本发明公开的一种导电/导热材料,包括:
热熔树脂层1、热熔树脂金属混合层2、增厚金属层3中任意三层或 多层的组合或是为热熔树脂金属混合层;其中,热熔树脂层中所用的热 熔树脂材料为聚脂树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂、 聚氯乙烯树脂、聚丙烯树脂中的任意一种及其衍生改性材料。控制本发 明所述的导电/导热材料的宽度大于1厘米。
包括如下热熔树脂层、热熔树脂金属混合层、增厚金属层,按如下 组合方式构成:
(1)单面导电/导热材料,其结构依次为热熔树脂层、热熔树脂金 属混合层、增厚金属层;
(2)双面导电/导热材料,其结构依次为中间热熔树脂层、两侧为 热熔树脂金属混合层,或是中间热熔树脂层、两侧为增厚金属层;
(3)中间导电/导热材料,其结构依次为中间热熔树脂及金属混合 层,两侧热熔树脂层;
(4)单纯层导电/导热胶膜,其结构为热熔树脂金属混合层。
控制热熔树脂层的厚度为1微米~1000微米;热熔树脂金属混合层厚 度为大于0.02微米,控制单纯层导电/导热胶膜厚度为大于5微米;控制 所述增厚金属层的层厚度为大于0.2微米。
所述热熔树脂金属混合层中控制热熔树脂层与金属粉的质量配比为 0.05%~80wt%。
所述热熔树脂金属混合层中金属粉的种类包括铜粉、氧化铜粉、铝 粉、氧化铝粉、镍粉及镍粉化合物、银粉或银包铜粉、锌粉及其化合物 导电导热材料中任意一种或几种。同时优选的是控制所述金属粉的粒径 为小于0.001~100微米。
本发明公开的导电/导热材料的制作方法为:主要是先将热熔树脂、 热熔树脂粉末与金属材料粉末的混合物分别加入多螺杆挤出机的不同螺 杆,通过热熔挤出的方式进入多层复合模头,在模内进行复合,通过流 延拉伸方式形成所需厚度的导电基膜,并在收卷前将导电薄膜表面进行 等离子处理,以形成具有一定极性的导电/导热膜半成品。
然后将该导电/导热半成品通过电镀方式使其表面的导电层厚度成 达到设计的规格值,并对所镀产品进行表面抗氧化处理,以达到储存、 加工所需的时间需求。
本发明方法制备的导电/导热材料,与现有纯导电铜箔或铝箔相比, 由于采用热熔树脂非金属层,使得其面密度、材料厚度均得到大幅改善, 同样厚度下其机械性能得到提高,进而使得该导电/导热材料更适合涂 布、卷绕等加工需求,同时减轻了材料的重量;
与传统的磁控/蒸发与电镀组合的工艺相比,规避了磁控、蒸发过程 中因金属颗粒飞溅而导致薄膜穿孔的缺陷,解决应用中的安全性问题; 与传统的纯化学镀层相比,节约化学镀铜的成本和时效性,减少了化学 排放,提高了镀层加工效率,更适合产业化与规模化。
具体的本发明所公开的一种导电/导热材料的制备方法,其包括如下 步骤:
步骤1,将热熔树脂或热熔树脂及其金属粉的混合物,分别加入流延 机装置中的不同螺杆内,通过热熔挤出的方式在多层模头内复合,并通 过流延拉伸的方式形成薄膜,然后通过等离子双面处理方式对材料两面 或单面进行处理,使其表面具有均一的极性后收卷,为导电/导热膜半成 品;
步骤2,将步骤1所得的导电/导热膜半成品通过电镀的方式使得两 侧的金属层厚度达到需求值,为电镀导电/导热膜半成品;
步骤3,将步骤3所得的电镀导电/导热膜半成品的金属层表面进行 抗氧化处理,以满足储存、转运及后续加工过程中的抗氧化需求,为导 电/导热材料产品。
所述热熔性树脂层的厚度为1微米~1000微米,热熔树脂及金属粉的 混合层厚度一般大于0.02微米,其中导电导热薄膜材料的热熔性树脂及 金属粉混合层厚度一般大于0.02微米,单纯导电胶膜厚度一般大于5微 米。
所述金属粉末混合物层中树脂与金属粉的配比依产品类别不同而有 所不同,一般在0.05%~80%,优选的是在5%~50%。
所述金属粉混合物层即热熔树脂金属混合层中的金属或叫金属粉的 种类包括铜粉、氧化铜粉、铝粉、氧化铝粉、镍粉及镍粉化合物、银粉 或银包铜粉、锌粉及其化合物等导电导热材料。
本发明所述金属增厚层(或叫增厚金属层意义相同下同)厚度一般 为大于0.2微米的金属层。即是说控制所述增厚金属层厚度一般为大于 0.2微米的增厚金属层至制备产品时所要求的尺寸大小的范围;也即是说 金属增厚层厚度一定是要求在0.2微米以上即可;所述金属粉的粒径一 般小于100微米,本发明所述的金属粉是为某一单一的金属粉或为其 金属氧化物粉,或其金属化合物粉,如氧化铜粉、氯化铜粉等;主要 是依其所做导电/导热材料的厚度不同其粒径需求亦不同。
本发明的一种导电/导热材料的制备方法,其整体制作工序包括以下 几个步骤:
步骤1,将热熔树脂、热熔树脂及其金属粉末的混合物,分别加入流 延机的不同螺杆内,通过热熔挤出的方式在多层模头内复合,并通过流 延拉伸的方式形成薄膜,然后通过等离子双面处理方式对材料两面或单 面进行处理,使其表面具有均一的极性后收卷,为导电/导热膜半成品;
步骤2,将步骤1所得的导电导热材料半成品通过电镀的方式使得两 侧的金属层厚度达到需求值,为电镀导电/导热膜半成品;
步骤3,将步骤2所得金属材料即电镀导电/导热膜半成品进行抗氧 化处理,以满足储存、转运及后续加工过程中的抗氧化需求;即为导电/ 导热材料产品。下述实施例中未说明之处均与上述说明相同。
实施例1
本发明实施公开的一种导电/导热材料,如图1-3所示,其结构包括 热熔树脂层1、树脂金属粉末混合层即热熔树脂金属混合层2和增厚金 属层3构成;
在本实施例中,热熔树脂层1中的热熔树脂为PET薄膜级粒子,金 属粉末为纳米级铜粉;
本实施例中,控制热熔树脂层1厚度为1.5微米,热熔树脂金属混合 层2厚度1.5微米;金属增厚层即增厚金属层3的厚度为1微米,对比 现有技术水平能加工的6.5微米铜箔。
具体制备方法即实施步骤如下:
步骤1,热熔树脂层1和热熔树脂金属混合层2或叫热熔树脂与金属 粉末混合层制作:
将热熔PET树脂、热熔PET树脂粉末及其金属铜粉末混合物,在此 处控制树脂粉末与金属粉质量比例为3:1,分别加入流延机装置的三个 不同螺杆内,中间层为热熔性PET树脂,两侧螺杆添加热熔性PET树脂 粉末与金属粉末的混合物;控制流延机装置的挤出过程中的热熔挤出温 度为225-255℃度的条件下进行,优选的是控制热熔挤出温度为235℃的温度条件下热熔挤出,至三层共挤模头内,在模头内完成材料的复合, 并通过流延拉伸的方式形成薄膜,然后通过5KW的等离子双面处理功 率装置对材料两面进行处理,使其表面具有均一的极性后收卷,为导电/ 导热膜半成品;
步骤2,将步骤1所得的导电/导热膜半成品进行镀铜增厚,即导电/ 导热膜半成品采用12A的电流密度,以10m/min的速度进行多药槽电镀, 使得双面的铜箔厚度均达到1微米,并在收卷前进行抗氧化液处理,为 电镀导电/导热膜半成品;
步骤3,得到本实施例的导电/导热材料产品;本实施例是热熔镀铜 导电/导热材料产品即热熔镀铜6.5微米导电薄膜产品,或简称镀铜薄膜 产品,下同。上述具体实施方式中未说明之处均是采用现有技术方案进 行实施。
经测试,本实施例制备的热熔镀铜6.5微米导电薄膜与现有技术的同 规格的6.5微米纯铜箔导通性能无明显差异;经检测本发明该实施例制 备的导电/导热材料产品即镀铜薄膜的机械性能---抗张强度为285Mpa, 而现有技术纯铜箔的机械强度位224MPa;面密度镀铜薄膜为24.8g/m2, 纯铜箔的面密度为55g/m2。由此可以看出,本发明的镀铜薄膜产品强度 优于纯铜箔、面密度不到铜箔的一半,故本发明方法制备的热熔镀铜导 电/导热材料产品能很大程度提高电池的能量密度。与现有技术的同类产 品的性能比较,见表1。
表1
说明,上表1是本发明的热熔镀铜导电/导热材料产品和现有技术的 纯铜箔产品的性能比较。说明本发明的导电/导热材料产品其抗张强度最高 达282Mpa,对成品的安全性及适应性等均优。下面实施例未说明之处均与上 述实施例1或具体实施方式的说明公开的内容相同。
实施例2,
本实施例公开的一种导电/导热材料,其结构包括热熔树脂层1、热 熔树脂金属混合层2或叫树脂金属粉末混合层、增厚金属层3;本实施 例中,热熔树脂为PP薄膜级粒子,金属粉末为纳米级铜粉。
本实施例中,热熔树脂层1厚度为1.5微米,热熔树脂金属混合层2 厚度1.5微米即树脂金属混合层,增厚金属层3的厚度为1微米,对比 现有技术水平能加工的6.5微米铜箔;
实施步骤如下:
步骤1,热熔树脂层1及热熔树脂层与金属粉或叫金属粉末混合层制 作,即热熔树脂金属混合层2的制备:将热熔PP树脂、热熔PP树脂粉 末及其金属铜粉末混合物,控制热熔树脂粉末与金属粉质量比例为3:1, 分别加入流延机的三个不同螺杆内,
中间层为热熔性PP树脂,两侧螺杆添加热熔性PP树脂粉末与金属 粉末的混合物;在230℃的温度条件下热熔挤出至三层共挤模头内,在 模头内完成材料的复合,并通过流延拉伸的方式形成薄膜,然后通过 5KW的等离子双面处理功率对材料两面进行处理,使其表面具有均一的 极性后收卷,为导电/导热膜半成品;
步骤2,将步骤1所得的半成品进行镀铜增厚,采用14A的电流密 度,以12m/min的速度进行多药槽电镀,使得双面的铜箔厚度均达到1 微米。为电镀导电/导热膜半成品,并在收卷前进行抗氧化液处理后,即 本实施例是热熔镀铜导电/导热材料产品即热熔镀铜6微米导电薄膜产 品,或简称镀铜薄膜产品。
经测试,本实施例的镀铜6微米薄膜与6微米纯铜箔导通性能无明 显差异,镀铜薄膜的机械性能---抗张强度为230Mpa,而纯铜箔的机械强 度位224MPa;面密度镀铜薄膜为25g/m2,纯铜箔的面密度为55g/m2。由 此可以看出,本发明的镀铜薄膜面密度不到铜箔的一般,故能很大程度 提高电池的能量密度。表2。
说明,上表1是本发明的热熔镀铜导电/导热材料产品和现有技术的 纯铜箔产品的性能比较。说明本实施例制备的热熔镀铜导电/导热材料产 品各项性更优。
实施例3。
本发明的一种导电/导热材料,其结构包括热熔树脂层1、热熔树脂 金属混合层2、增厚金属层3;本实施例中,热熔树脂为PET薄膜级粒 子,金属粉末为纳米级铜粉。
本实施例中,热熔树脂层1的厚度为8微米,热熔树脂金属混合层2 厚度2微米。金属增厚层3的厚度为12微米,对比现有柔性线路板PET 基材双面覆铜板。
实施步骤如下:
步骤1,热熔树脂层及热熔树脂与金属粉末混合层制作:将热熔PET 树脂、热熔PET树脂粉末及其金属铜粉末混合物,树脂粉末与金属粉质 量比例为3:1,分别加入流延机的三个不同螺杆内,中间层为热熔性PET 树脂,两侧螺杆添加热熔性PET树脂粉末与金属粉末的混合物。在230℃ 的温度条件下热熔挤出至三层共挤模头内,在模头内完成材料的复合,并通过流延拉伸的方式形成薄膜,然后通过5KW的等离子双面处理功 率对材料两面进行处理,使其表面具有均一的极性后收卷;为导电/导热 膜半成品;
步骤2,将步骤1所得的半成品进行镀铜增厚,采用15A的电流密 度,以1m/min的速度进行多药槽电镀,使得双面的铜箔厚度均达到12 微米,为电镀导电/导热膜半成品;步骤3,并将为电镀导电/导热膜半成 品在收卷前进行抗氧化液处理。即为本实施例的导电/导热材料产品或叫 导电铜箔36微米薄膜产品;
经测试,该导电铜箔36微米薄膜与36微米柔性线路板PET基材(12 微米电解铜+10微米胶黏剂+12微米pet+10微米胶黏剂+12微米铜箔) 的数据对比看,为保证线路所需的特定厚度铜箔,传统方式需要通过胶 黏剂粘接方式,故在厚度、耐药品性等方面有明显的弱势,相关数据比 对如下表3:
说明,性能说明本实施例制备的PET热熔树脂复合铜箔导电材料产 品较现有的PET胶黏剂复合铜箔产品,性能更优。
本发明产品结构可制成如图2产品的结构,形成单面导电,单面绝 缘的金属导电材料,可替代现有市面的单面覆铜基板,或散热铝制基板; 亦可制成如图3结构方式,形成中间导电,两侧绝缘的金属导电材料, 这即可替代现有的导电线缆,具体不再累述。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而 非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地 说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行 修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种导电/导热材料,包括:
热熔树脂层、热熔树脂金属混合层、增厚金属层中任意三层或多层的组合或是为热熔树脂金属混合层;其中,热熔树脂层中所用的热熔树脂材料为聚脂树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯树脂中的任意一种及其衍生改性材料。
2.根据权利要求1所述的一种导电/导热材料,其特征是,包括热熔树脂层、热熔树脂金属混合层、增厚金属层,按如下组合方式构成:
(1)单面导电/导热材料,其结构依次为热熔树脂层、热熔树脂金属混合层、增厚金属层;
(2)双面导电/导热材料,其结构依次为中间热熔树脂层、两侧为热熔树脂金属混合层,或是中间热熔树脂层、两侧为增厚金属层;
(3)中间导电/导热材料,其结构依次为中间热熔树脂及金属混合层,两侧热熔树脂层;
(4)单纯层导电/导热胶膜,其结构为热熔树脂金属混合层。
3.根据权利要求1所述的一种导电/导热材料,其特征是:控制热熔树脂层的厚度为1微米~1000微米;热熔树脂金属混合层厚度为大于0.02微米,控制单纯层导电/导热胶膜厚度为大于5微米;控制所述增厚金属层的厚度为大于0.2微米。
4.根据权利要求1所述的一种导电/导热材料,其特征是:控制导电/导热材料的宽度大于1厘米。
5.根据权利要求1所述的一种导电/导热材料,其特征是:所述热熔树脂金属混合层中控制树脂与金属粉的质量配比为0.05%~80wt%。
6.根据权利要求1或5所述的一种导电/导热材料,其特征是:所述热熔树脂金属混合层中的金属或金属粉为铜粉、氧化铜粉、铝粉、氧化铝粉、镍粉及镍粉化合物、银粉或银包铜粉、锌粉及其化合物导电导热材料中任意一种或几种。
7.根据权利要求5中所述的一种导电/导热材料,其特征是:控制所述金属粉的粒径为小于100微米。
8.根据权利要求1所述的一种导电/导热材料的制备方法,以热熔树脂或热熔树脂和金属粉为原料,其特征是:包括如下步骤:
步骤1,将热熔树脂或热熔树脂和金属粉的混合物,分别加入流延机装置中的不同螺杆内,通过热熔挤出的方式在多层模头内复合,并通过流延拉伸的方式形成薄膜,然后通过等离子双面处理方式对材料两面或单面进行处理,使其表面具有均一的极性后收卷,为导电/导热膜半成品;
步骤2,将步骤1所得的导电/导热膜半成品通过电镀的方式使得两侧的金属层厚度达到需求值,为电镀导电/导热膜半成品;
步骤3,将步骤2所得的电镀导电/导热膜半成品的金属层表面进行抗氧化处理,以满足储存、转运及后续加工过程中的抗氧化需求,为导电/导热材料产品。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征是:步骤1是控制热熔树脂和金属粉的质量比为2.5-3:1。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征是:步骤1所述热熔挤出是控制其热熔挤出温度为225-255℃;步骤2所述电镀是控制其电流密度为10-15A;控制电镀速度为1-15m/min。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI873984B (zh) * | 2023-11-17 | 2025-02-21 | 財團法人工業技術研究院 | 氧化銅奈米粉末與其形成方法與電性絕緣的導熱膜 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1022866A (fr) * | 1949-05-12 | 1953-03-11 | Procédé pour l'obtention de couches de revêtement en matière synthétique en forme de film conducteur d'électricité | |
| CN1669163A (zh) * | 2002-08-29 | 2005-09-14 | 东洋钢钣株式会社 | 复合集电器 |
| CN1950965A (zh) * | 2004-05-14 | 2007-04-18 | 昭和电工株式会社 | 导电性结构体及其制造方法和燃料电池用隔板 |
| CN1995128A (zh) * | 2006-12-19 | 2007-07-11 | 江门市科恒实业有限责任公司 | 导电塑胶材料及其制备方法和应用 |
| JP2012038426A (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-23 | Nissan Motor Co Ltd | ニッケル含有正極用集電体 |
| WO2015020338A1 (ko) * | 2013-08-05 | 2015-02-12 | 주식회사 아모그린텍 | 플렉시블 집전체 및 그 제조방법과 이를 이용한 이차전지 |
| CN105111695A (zh) * | 2015-08-14 | 2015-12-02 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 具有连续导电通道的聚合物基导电复合材料及其制备方法 |
| WO2016182143A1 (ko) * | 2015-05-08 | 2016-11-17 | 주식회사 영우티피 | 도전/대전방지 필름용 열가소성 고분자 수지 조성물과 이의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 도전/대전방지 필름용 열가소성 고분자 수지 |
| CN106189912A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-07 | 斯迪克新型材料(江苏)有限公司 | 一种铜箔导电、导热单面胶带的制备方法 |
| CN106317544A (zh) * | 2015-06-30 | 2017-01-11 | 瑞侃电子(上海)有限公司 | 导电聚合物组合物、导电聚合物片材、电气器件以及它们的制备方法 |
| CN112771692A (zh) * | 2020-03-30 | 2021-05-07 | 宁德新能源科技有限公司 | 复合集流体、电极极片、电化学装置及电子装置 |
| CN112825621A (zh) * | 2019-09-19 | 2021-05-21 | 株式会社Lg化学 | 包含两个以上金属箔之间的电阻层的电极集流体、包含其的电极和锂二次电池 |
| CN113621235A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-09 | 深圳烯湾科技有限公司 | 导电复合材料及其制备方法、燃料电池电堆用双极板 |
| CN113844117A (zh) * | 2014-06-23 | 2021-12-28 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 绝缘薄膜及其生产方法 |
-
2022
- 2022-01-14 CN CN202210041889.2A patent/CN116487826A/zh active Pending
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1022866A (fr) * | 1949-05-12 | 1953-03-11 | Procédé pour l'obtention de couches de revêtement en matière synthétique en forme de film conducteur d'électricité | |
| CN1669163A (zh) * | 2002-08-29 | 2005-09-14 | 东洋钢钣株式会社 | 复合集电器 |
| CN1950965A (zh) * | 2004-05-14 | 2007-04-18 | 昭和电工株式会社 | 导电性结构体及其制造方法和燃料电池用隔板 |
| CN1995128A (zh) * | 2006-12-19 | 2007-07-11 | 江门市科恒实业有限责任公司 | 导电塑胶材料及其制备方法和应用 |
| JP2012038426A (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-23 | Nissan Motor Co Ltd | ニッケル含有正極用集電体 |
| WO2015020338A1 (ko) * | 2013-08-05 | 2015-02-12 | 주식회사 아모그린텍 | 플렉시블 집전체 및 그 제조방법과 이를 이용한 이차전지 |
| CN113844117A (zh) * | 2014-06-23 | 2021-12-28 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 绝缘薄膜及其生产方法 |
| WO2016182143A1 (ko) * | 2015-05-08 | 2016-11-17 | 주식회사 영우티피 | 도전/대전방지 필름용 열가소성 고분자 수지 조성물과 이의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 도전/대전방지 필름용 열가소성 고분자 수지 |
| CN106317544A (zh) * | 2015-06-30 | 2017-01-11 | 瑞侃电子(上海)有限公司 | 导电聚合物组合物、导电聚合物片材、电气器件以及它们的制备方法 |
| CN105111695A (zh) * | 2015-08-14 | 2015-12-02 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 具有连续导电通道的聚合物基导电复合材料及其制备方法 |
| CN106189912A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-07 | 斯迪克新型材料(江苏)有限公司 | 一种铜箔导电、导热单面胶带的制备方法 |
| CN112825621A (zh) * | 2019-09-19 | 2021-05-21 | 株式会社Lg化学 | 包含两个以上金属箔之间的电阻层的电极集流体、包含其的电极和锂二次电池 |
| CN112771692A (zh) * | 2020-03-30 | 2021-05-07 | 宁德新能源科技有限公司 | 复合集流体、电极极片、电化学装置及电子装置 |
| CN113621235A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-09 | 深圳烯湾科技有限公司 | 导电复合材料及其制备方法、燃料电池电堆用双极板 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI873984B (zh) * | 2023-11-17 | 2025-02-21 | 財團法人工業技術研究院 | 氧化銅奈米粉末與其形成方法與電性絕緣的導熱膜 |
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