一种防粘结的导电薄膜、电池、用电装置和镀膜设备的制作方法

1.本发明涉及薄膜制备技术领域，具体涉及一种防粘结的导电薄膜、电池、用电装置和镀膜设备。


背景技术：

2.真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发、磁控溅射、mbe分子束外延、pld激光溅射沉积等很多种。主要分成蒸发和溅射两种。蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来，并且沉降在基片表面，通过成膜过程(散点-岛状结构-迷走结构-层状生长)形成薄膜。对于溅射类镀膜，可以简单理解为利用电子或高能激光轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来，并且最终沉积在基片表面，经历成膜过程，最终形成薄膜。但是，当前的导电膜在在收卷过程中或者导电膜展开的时候，出现导电膜相互粘结的情况。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种防粘结的导电薄膜、电池、用电装置和镀膜设备，以解决现有技术中的导电膜在在收卷过程中或者导电膜展开的时候，出现导电膜相互粘结的技术问题。
4.为达上述目的，本发明实施例提供了一种防粘结的导电薄膜，所述导电薄膜包括薄膜基材、分别设置在所述薄膜基材的上表面和下表面的导电层，以及设置在任意一个所述导电层表面的防粘层。
5.在一些可能的实施方式中，所述防粘层的材质为记忆合金，所述记忆合金为钛镍铜、钛镍铁、钛镍铬、铜镍系合金、铜铝系合金、铜锌系合金或铁系合金。
6.在一些可能的实施方式中，所述导电层包括设置在所述薄膜基材表面的第一金属层、设置在所述第一金属层表面的第二金属层和设置在所述第二金属层的表面的，所述防粘层设置在所述第三金属层的表面；其中，
7.所述第二金属层中的部分金属元素与所述第一金属层中的部分金属元素相同，所述第三金属层中的部分金属元素与所述第二金属层中的部分金属元素相同。
8.在一些可能的实施方式中，所述第一金属层为纯金属层，或者金属与非金属和/或金属化合物组成的合金层。
9.在一些可能的实施方式中，
10.当所述第一金属层为纯金属层时，所述金属为钛、镍、铬、或者钼中的任意一种；
11.当所述第一金属层为金属与非金属和/或金属化合物组成的合金层时，所述金属为钛、镍、铬、钼中的一种或多种，所述非金属为硅或碳中的至少一种，所述金属化合物为钼-x、钛-x、镍-x、铬-x中的至少一种；所述金属化合物的结构式中的x为氧族元素或者碳族元素。在一些可能的实施方式中，当所述第一金属层为镍铬合金时，所述第二金属层为镍铜合金，所述第三金属层为铜；
12.当所述第一金属层为钛铬合金时，所述第二金属层为铬铜合金，所述第三金属层为铜。
13.在一些可能的实施方式中，所述第三金属层中包含与所述第三金属层的金属种类相同的金属氧化物或氮化物。
14.第二方面，本发明实施例提供了一种电池，所述电池包括：壳体、正极极片、负极极片和隔膜，所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜位于所述壳体的内部，所述正极极片和所述负极极片分别位于所述隔膜的两侧，其中，
15.所述正极极片为，在所述的导电薄膜上涂覆正极活性材料；
16.所述负极极片为，在所述的导电薄膜上涂覆负极活性材料。
17.第三方面，本发明实施例提供了一种用电装置，所述用电装置包括电池，所述电池用于提供电能。
18.第四方面，本发明实施例提供了一种镀膜设备，所述镀膜设备用于制备导电薄膜，所述镀膜设备包括：
19.真空腔体，以及设置在所述真空腔体内的放卷辊、收卷辊和镀膜主辊，在所述镀膜主辊的周围依次设置有若干与第一金属层的材料对应的第一靶材、若干与第二金属层的材料对应的第二靶材和若干与第三金属层的材料对应的第三靶材，其中，
20.所述第二靶材中的部分金属元素与所述第一靶材中的部分金属元素相同，所述第三靶材中的部分金属元素与所述第二靶材中的部分金属元素相同。
21.上述技术方案的有益技术效果在于：
22.本发明实施例提供的一种防粘结的导电薄膜、电池、用电装置和镀膜设备，该导电薄膜包括薄膜基材、分别设置在所述薄膜基材的上表面和下表面的导电层，以及设置在任意一个所述导电层表面的防粘层。本发明实施例中，通过在导电薄膜的任意一个表面设置有防粘层，可以防止收卷过程中或者在导电薄膜展开的时候发生粘结。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明实施例的一种导电薄膜的结构示意图；
25.图2是本发明实施例的另一种导电薄膜的结构示意图；
26.图3是本发明实施例的一种电池的结构示意图；
27.图4是本发明实施例的一种镀膜设备的结构示意图。
28.附图标号说明：
29.1、导电薄膜；10、薄膜基材；11、导电层；111、第一金属层；112、第二金属层；113、第三金属层；12、防粘层；
30.2、电池；20、壳体；21、正极极片；211、正极活性材料；22、负极极片；221、负极活性材料；23、隔膜；
31.3、镀膜设备；30、真空腔体；31、放卷辊；32、收卷辊；33、镀膜主辊；301、第一靶材；
302、第二靶材；303、第三靶材。
具体实施方式
32.下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
33.实施例一
34.图1是本发明实施例的一种防粘结的导电薄膜的结构示意图，如图1所示，该导电薄膜1包括薄膜基材10、分别设置在薄膜基材10的上表面和下表面的导电层11，以及设置在任意一个导电层11表面的防粘层12。
35.具体的，本技术人在研究中发现，在导电薄膜1生产过程中，由于导电薄膜1的两侧均设置有金属，在收卷时或者在将导电薄膜1展开的时候容，金属与金属之间容易发生粘结的问题，因此，本实施例中，为了避免金属与金属之间接触而发生粘结的问题，在一个导电层11的表面设置有防粘层12，本发明实施例通过在导电薄膜1的一侧设置防粘层12，可以避免收卷时或者打开导电薄膜1时发生粘结的问题。
36.在一些实施例中，防粘层12的材质为记忆合金，记忆合金为钛镍铜、钛镍铁、钛镍铬、铜镍系合金、铜铝系合金、铜锌系合金或铁系合金。本实施例中，记忆合金可以为钛镍铜、钛镍铁、钛镍铬等新的镍钛系形状记忆合金；除此以外还有其他种类的形状记忆合金，如:铜镍系合金、铜铝系合金、铜锌系合金、铁系合金等。具体可以为：au-cd、ag-cd、cu-zn、cu-zn-al、cu-zn-sn、cu-zn-si、cu-sn、cu-zn-ga、in-ti、au-cu-zn、nialfe-pt、ti-ni、ti-ni-pd、ti-nb、u-nb和fe-mn-si等。另外，记忆合金具有良好的耐弯曲性能，可以提高本实施例中的导电薄膜1的耐弯曲性能。
37.图2是本发明实施例的另一种导电薄膜的结构示意图，如图2所示，在一些实施例中，导电层11包括第一金属层111、第二金属层112和第三金属层113，防粘层12设置在第三金属层113的表面；其中，第二金属层112中的部分金属元素与第一金属层111中的部分金属元素相同，第三金属层113中的部分金属元素与第二金属层112中的部分金属元素相同。
38.本发明实施例中，通过设置第二金属层112，并且第二金属层112中既包含第一金属层111中的金属，也包含第三金属层113中的金属，既提高了第一金属层111与第二金属层112之间的粘结力，也提高了第二金属层112与第三金属层113之间的粘结力进而提高了第一金属层111和第二金属层112与薄膜基材10之间的粘结力，使得第一金属层111和第二金属层112不易从薄膜基材10上脱落。
39.在一些实施例中，第一金属层111可以为纯金属层，或者金属与非金属和/或金属化合物组成的合金层。其中，当第一金属层111为纯金属层时，该金属可以为钛(ti)、镍(ni)、铬(cr)或者钼(mo)中的任意一种，当第一金属层111为金属与非金属和/或金属化合物组成的合金层时，即，第一金属层111可以为金属与非金属组成的合金层，也可以为金属
与金属化合物组成的合金层，还可以为金属与非金属和金属化合物一同组成的合金层，此时，该金属可以为钛、镍、铬、钼中的一种或多种，该非金属可以为硅或碳中的至少一种，该金属化合物可以为钼-x、钛-x、镍-x、铬-x中的至少一种；其中该金属化合物的结构式中的x为氧族(o)元素或者碳族(c)元素。
40.作为一个举例说明，第二金属层112可以为x1-x2结构，x1为第一金属层111中的元素，x2为第三金属层113中的元素，即第一金属层111中的部分金属元素与第二金属层112中的部分金属元素相同，第三金属层113中的部分元素与第二金属层112中的部分元素相同，例如，第一金属层111为ni-cr(镍铬合金)，那么设置在第一金属层111上的第二金属层112为ni-cu(镍铜合金)，设置在第二金属层112上的第三金属层113为cu(金属铜)，由于第二金属层112和第一金属层111都包含有相同的金属镍，根据同种金属的迁移效应，极大地增强了第二金属层112与第一金属层111的粘结力，同理，第二金属层112与第三金属层113中都含有金属铜，也极大地增强了第二金属层112与第三金属层113的粘结力，本实施例中，第一金属层111的金属种类与薄膜基材10的粘结力较强的金属，另外，也可以对薄膜基材10做预处理，比如等离子处理或者在薄膜基材10一面采用化学物质，乙二醇类物质或双氧水等强氧化剂对其表明进行处理，使薄膜基材10表面的张力增大，也就是使其表面活化，增大金属与薄膜基材10之间的结合力，即使得本实施例中的第一金属层111、第二金属层112和第三金属层113之间形成的总的金属层不易从薄膜基材10上脱落。
41.本实施例中，第二金属层112用于承接第一金属层111和第三金属层113，即第二金属层112的材质中既包含第一金属层111的金属种类，又包含第三金属层113的金属种类，本实施例中，根据同种金属的迁移效应，极大增加了第二金属层112与第一金属层111的粘结力，以及第二金属层112与第三金属层113的粘结力，进而提高了第二金属层112和第三金属层113这两层金属层的整体与薄膜基材10的粘结力。
42.在一些实施例中，为了降低导电薄膜1的质量，第一金属层111的厚度为1nm至1um。
43.在一些实施例中，由于导电薄膜1在运输或者使用过程中难免与空气接触导致氧化，所以本实施例中的第三金属层113中还可以包含与第三金属层113的金属种类相同的金属氧化物或氮化物。具体的，由于在导电薄膜1的运输过程中，导电薄膜1难免要与空气接触，被氧化而形成氧化物或氮化物，所以本实施例中第三金属层113中会有与第三金属层113的金属种类相同的金属氧化物或氮化物。
44.实施例二
45.图3是本发明实施例的一种电池的结构示意图，如图3所示，该电池2包括：壳体20、正极极片21、负极极片22和隔膜23，正极极片21、负极极片22和隔膜23设置在壳体20的内部，正极极片21和负极极片22分别位于隔膜23的两侧，其中，正极极片21为，在导电薄膜1上涂覆正极活性材料211；负极极片22为，在导电薄膜1上涂覆负极活性材料221。由于本实施例中，导电薄膜1的金属层与薄膜基材1的粘结力较强，使得实施例中的正极活性材料和负极活性材料也不容易脱落，另外，因为薄膜基材10为非金属，所以使得本技术的极片3质量还较轻。
46.实施例三
47.本发明还提供了一种用电装置，该用电装置包括电池2，该电池2用于提供电能。本实施例中，电池2可以用作所述用电装置的电源，也可以用作所述用电装置的能量存储单
元。用电装置可以包括移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。比如，移动设备包括手机、笔记本电脑等。电动车辆包括纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等。
48.应用本实施例的电池的用电装置，其安全性能和能量密度极大提升。因为本实施例的极片中的导电薄膜1为三明冶结构，也就是中间为薄膜，两边为金属，中间的薄膜层将两边金属层隔开，防止两边的金属层上的电流接触；同时，中间薄膜层较薄，可以减轻电池重量，提高能量密度，使得本实施例的用电装置使用得更久。
49.实施例四
50.图4是本发明实施例的一种镀膜设备的机构示意图，如图4所示，该镀膜设备3用于生产导电薄膜1，包括：
51.真空腔体30，以及设置在真空腔体30内的放卷辊31、收卷辊32和镀膜主辊33，放卷辊31、收卷辊32位于镀膜主辊33的一侧，且放卷辊31和收卷辊32在竖直方向的安装高度不同；此时，薄膜基材10在走膜的过程中尽可能多的包裹在镀膜主辊33的周围，以便于在镀膜主辊33的周围设置多个靶材对薄膜基材进行溅射镀膜，以提高镀膜效率。在镀膜主辊33的周围依次设置有若干与第一金属层111的材料对应的第一靶材301、若干与第二金属层112的材料对应的第二靶材302和若干与第三金属层113的材料对应的第三靶材303，其中，第一靶材301、第二靶材302和第三靶材303围绕着镀膜主辊33设置并位于镀膜主辊33的一侧，且第一靶材301距离镀膜主辊33中心的距离、第二靶材302距离镀膜主辊33中心的距离和第三靶材303距离镀膜主辊33中心的距离相等，任意两个相邻靶材的弧长相等，第二靶材302中的部分金属元素与第一靶材301中的部分金属元素相同，第三靶材303中的部分金属元素与第二靶材302中的部分金属元素相同。
52.具体的，薄膜基材10通过放卷辊31进行放卷，绕过镀膜主辊33后，依次通过第一靶材301、第二靶材302和第三靶材303进行溅射，最后通过收卷辊32进行收卷。本实施例中，第二靶材302中的部分金属元素要与第一靶材301中的部分金属元素相同，而且，第二靶材302中的部分金属元素也要与第三靶材303中的部分金属元素相同，这样既可以增加第一金属层111与第二金属层112之间的粘结力，也会增加第二金属层112与第三金属层113之间的粘结力，进而防止第一金属层111、第二金属层112和第三金属层113从薄膜基材10上脱落。另外，本实施例还包括控制器，以控制放卷辊31和收卷辊32进行收放卷，以及分别控制放卷辊31、收卷辊32和镀膜主辊33的转速，并检测转速是否异常，当转速或者发生镀膜异常，可以及时发出警报，以免造成损失。
53.另外，在一些实施例中，也可以采用真空蒸镀的方式依次在薄膜基材10上层积第一金属层111、第二金属层112和第三金属层113，此时，可以在薄膜下方依次设置有分别与第一金属层111对应的第一蒸镀材料、与第二金属层112对应的第二蒸镀材料和第三金属层113对应的第三蒸镀材料对应的蒸镀材料，同样，为了增加第一金属层111与第二金属层112之间的粘结力、第二金属层112与第三金属层113之间的粘结力、以及三个金属层与薄膜基材10之间的粘结力，第二蒸镀材料中的部分金属元素要与第一蒸镀材料中的部分金属元素相同，而且，第二蒸镀材料中的部分金属元素也要与第三蒸镀材料中的部分金属元素相同。
54.本发明实施例提供的镀膜设备3的工作原理如下：
55.将薄膜基材10放在闭合的真空腔体30内，用包含有第一金属层111材料的靶材进
行溅射，或者采用第一金属层111的材料进行蒸镀等。磁控溅射靶材可以按照图4所示的方式设置，第一靶材301、第二靶材302和第三靶材303围绕镀膜主辊33设置，第一靶材301、第二靶材302和第三靶材303的数量可以根据不同金属层的厚度而定，例如，如果第一金属层111只需镀一遍，第一金属层111只需设置一个第一靶材301，当然也可以设置多个第一靶材301，可以按照第一金属层111的厚度设定；此处可以按照第一金属层111的厚度设定；通过第一靶材301进行溅射之后，通过包含第二金属层112材料的第二靶材302进行溅射，第二靶材302的数量也可以根据第二金属层112的厚度设定；在通过第二靶材302进行溅射后，再通过含有第三金属层113的材料的第三靶材303进行溅射，同样，第三靶材303的数量也是根据第三金属层113的厚度确定，最后，通过第三靶材303溅射后的薄膜基材10通过收卷辊32进行收卷。
56.本发明实施例中，为了增加第一金属层111与第二金属层112之间的粘结力、第二金属层112与第三金属层113之间的粘结力、以及三个金属层与薄膜基材10之间的粘结力，第二靶材302中的部分金属元素要与第一靶材301中的部分金属元素相同，而且，第二靶材302中的部分金属元素也要与第三靶材303中的部分金属元素相同。
57.本发明实施例通过在生产导电薄膜1时，在导电薄膜1的一个表面设置防粘层12，可以避免收卷时或者打开导电薄膜1时发生粘结的情况，另外，本发明实施例中，通过设置第二金属层112，并且第二金属层112中既包含第一金属层111中的金属元素，也包含第三金属层113中的金属元素，既提高了第一金属层111与第二金属层112之间的粘结力，也提高了第二金属层112与第三金属层113之间的粘结力进而提高了第一金属层111和第二金属层112与薄膜基材10之间的粘结力，使得第一金属层111和第二金属层112不易从薄膜基材10上脱落。
58.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
59.本发明实施例中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
60.虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种防粘结的导电薄膜(1)，其特征在于，所述导电薄膜(1)包括薄膜基材(10)、分别设置在所述薄膜基材(10)的上表面和/或下表面的导电层(11)，以及设置在任意一个所述导电层(11)表面的防粘层(12)。2.根据权利要求1所述的一种防粘结的导电薄膜(1)，其特征在于，所述防粘层(12)的材质为记忆合金，所述记忆合金为钛镍铜、钛镍铁、钛镍铬、铜镍系合金、铜铝系合金、铜锌系合金或铁系合金。3.根据权利要求1或2所述的一种防粘结的导电薄膜(1)，其特征在于，所述导电层(11)包括设置在所述薄膜基材(10)表面的第一金属层(111)、设置在所述第一金属层(111)表面的第二金属层(112)和设置在所述第二金属层(112)的表面的第三金属层(113)，所述防粘层(12)设置在所述第三金属层(113)的表面；其中，所述第二金属层(112)中的部分金属元素与所述第一金属层(111)中的部分金属元素相同，所述第三金属层(113)中的部分金属元素与所述第二金属层(112)中的部分金属元素相同。4.根据权利要求3所述的一种防粘结的导电薄膜(1)，其特征在于，所述第一金属层(111)为纯金属层，或者金属与非金属和/或金属化合物组成的合金层。5.根据权利要求4所述的一种防粘结的导电薄膜(1)，其特征在于，当所述第一金属层(111)为纯金属层时，所述金属为钛、镍、铬、或者钼中的任意一种；当所述第一金属层(111)为金属与非金属和/或金属化合物组成的合金层时，所述金属为钛、镍、铬、钼中的一种或多种，所述非金属为硅或碳中的至少一种，所述金属化合物为钼-x、钛-x、镍-x、铬-x中的至少一种；其中，所述金属化合物的结构式中的x为氧族元素或者碳族元素。6.根据权利要求5所述的一种防粘结的导电薄膜(1)，其特征在于，当所述第一金属层(111)为镍铬合金时，所述第二金属层(112)为镍铜合金，所述第三金属层(113)为铜；当所述第一金属层(111)为钛铬合金时，所述第二金属层(112)为铬铜合金，所述第三金属层(113)为铜。7.根据权利要求3所述的一种防粘结的导电薄膜(1)，其特征在于，所述第三金属层(113)中包含与所述第三金属层(113)的金属种类相同的金属氧化物或氮化物。8.一种电池(2)，其特征在于，所述电池(2)包括：壳体(20)、正极极片(21)、负极极片(22)和隔膜(23)，所述正极极片(21)、所述负极极片(22)和所述隔膜(23)位于所述壳体(20)的内部，所述正极极片(21)和所述负极极片(22)分别位于所述隔膜(23)的两侧，其中，所述正极极片(21)为在权利要求1-7任意一项所述的导电薄膜(1)上涂覆正极活性材料(211)；所述负极极片(22)为在权利要求1-7任意一项所述的导电薄膜(1)上涂覆负极活性材料(221)。9.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括权利要求8任意一项所述的电池(2)，所述电池(2)用于提供电能。10.一种镀膜设备(3)，其特征在于，所述镀膜设备(3)用于制备权利要求1-7任意一项所述的导电薄膜(1)，所述镀膜设备(3)包括：真空腔体(30)，以及设置在所述真空腔体(30)内的放卷辊(31)、收卷辊(32)和镀膜主
辊(33)，在所述镀膜主辊(33)的周围依次设置有若干与第一金属层(111)的材料对应的第一靶材(301)、若干与第二金属层(112)的材料对应的第二靶材(302)和若干与第三金属层(113)的材料对应的第三靶材(303)，其中，所述第二靶材(302)中的部分金属元素与所述第一靶材(301)中的部分金属元素相同，所述第三靶材(303)中的部分金属元素与所述第二靶材(302)中的部分金属元素相同。

技术总结
本发明提供了一种防粘结的导电薄膜、电池、用电装置和镀膜设备，该导电薄膜包括薄膜基材、分别设置在所述薄膜基材的上表面和下表面的导电层，以及设置在任意一个所述导电层表面的防粘层。本发明实施例中，通过在导电薄膜的任意一个表面设置有防粘层，可以防止收卷过程中或者在导电薄膜展开的时候发生粘结。程中或者在导电薄膜展开的时候发生粘结。程中或者在导电薄膜展开的时候发生粘结。


技术研发人员：臧世伟
受保护的技术使用者：重庆金美新材料科技有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/9/12