[發明專利]一種碳-金屬嵌滲式導電膜及用途

無效

• 申請號: 201210522707.X
• 申請日: 2012-12-08
• 公開（公告）號: CN103050168A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 朱彥文;吳天和;穆俊江;何愛忠;謝赟;區柱石
• 申請（專利權）人: 梧州三和新材料科技有限公司
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B1/02;H01B1/04;C25D5/54
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技術領域

本發明涉及一種導電膜及用途，特別涉及一種碳-金屬嵌滲式導電膜及其以非金屬材料的電沉積、電鍍或電鑄為目的的導電化處理用途。

背景技術

隨著世界信息技術、節能與新能源汽車技術、清潔環保技術和電池制造技術等的快速進步，對新材料不斷提出新的要求和新的挑戰。例如，用于吸收或屏蔽電磁波的電磁屏蔽材料，用于鎳氫電池、鋰離子電池和燃料電池的三維多孔泡沫金屬材料和金屬纖維氈材料，用于汽車尾氣處理、化工等領域用的催化劑載體材料，用于環保、空氣清潔等領域的過濾材料，已經形成新的市場需求。

盡管這些技術領域有著顯著的區別，但它們都涉及以非金屬材料的電沉積、電鍍或電鑄為目的的電化學加工過程，上述電化學加工過程涉及到對基體的導電要求，以導電膜為導電過渡層，再根據不同的用途繼續鍍覆不同的金屬鍍層。例如，鍍覆鉛鍍層用于降低輻射強度，鍍覆銅鍍層用于鋰離子電池負極的骨架材料，鍍覆銅鎳復合鍍層用于電磁屏蔽，鍍覆鎳鍍層用于鎳氫電池或燃料電池的電極骨架材料等。

在本發明所屬技術領域中，所采用的導電膜有金屬導電膜和碳導電膜兩種，由于金屬和碳的導電性存在較大的差異，使得這兩種導電膜具有顯著的差別，主要表現為：碳導電膜可靠性高，但導電性差，在鍍覆金屬時的生長線不均齊（參見圖3），導致最終產品的材料力學性能和電磁學性能分散；金屬導電膜的導電性好，在鍍覆金屬時具有均齊的生長線（參見圖4），但金屬導電膜的可靠性差，易導致漏鍍缺陷（局部鍍層不連續），進而導致最終產品的材料力學性能和電磁學性能異常。

發明目的

本發明目的在于提供一種兼具碳導電膜和金屬導電膜優點、同時能夠摒除碳導電膜和金屬導電膜固有缺陷的新的導電膜，即碳-金屬嵌滲式導電膜。

本發明目的還在于提供碳-金屬嵌滲式導電膜在非金屬材料的電沉積、電鍍或電鑄等應用領域的導電用途，以使非金屬材料獲得良好的施鍍性能。

發明內容

本發明內容為一種碳-金屬嵌滲式導電膜，它至少具有兩層結構，第一層為與基體接觸的碳導電層，第二層為在碳導電層上形成的金屬粒子嵌滲層，該導電膜包含或不包含在金屬粒子嵌滲層上形成的金屬導電層。（見附圖1和附圖2）。

第一層是直接與基體接觸的連續的碳導電層，其組成成份包含天然石墨、碳纖維、納米碳管、人造石墨、改性石墨、石墨化碳、炭黑中的任意一類碳材料，或上述碳材料中任意兩類或兩類以上的碳材料的集合。第一碳導電層的平均厚度不大于700納米。

在碳導電層的上部為金屬粒子嵌滲層，金屬粒子嵌滲層是金屬粒子嵌滲到碳中形成的碳和金屬粒子的混合層，形成金屬粒子嵌滲層的金屬粒子種類包含鎳、銅、鈷、鎘、鉛、鋅、銦、錫、金、銀中的任意一類，或是這些金屬種類中任意兩類或兩類以上的金屬粒子的集合。金屬粒子嵌滲層的平均厚度不大于350納米。

在金屬粒子嵌滲層的上部可以具有金屬導電層，也可以不具有金屬導電層。金屬導電層是鎳、銅、鈷、鎘、鉛、鋅、銦、錫、金、銀中的任意一類金屬形成的單金屬導電層，或是由這些金屬種類中任意兩類或兩類以上的金屬形成的多金屬導電層。

本發明的內容還包含碳-金屬嵌滲式導電膜的用途，用于以非金屬材料的電沉積、電鍍或電鑄為目的的導電化處理用途。非金屬材料具體包含厚度不大于70毫米的聚氨酯海綿、非金屬纖維編織布、非金屬纖維編織網或非金屬纖維無紡織布中的任一種或它們中的兩種或兩種以上材料的復合。

技術效果

1、本發明所述的碳-金屬嵌滲式導電膜集碳導電膜的高可靠性和金屬導電膜的高導電性能于一體，突破了碳導電膜和金屬導電膜的固有缺陷。

2、通過嵌滲在碳層內的金屬粒子的輔助導電作用實現了碳導電膜導電能力的均勻化，消除了后續電鍍加工過程中的樹枝狀或鋸齒狀生長線，使金屬鍍層在整個鍍區內沿陰極電流加載方向呈均勻生長的趨勢（見圖3、圖4）。

3、具有良好的施鍍效果，為非金屬材料的電沉積、電鍍或電鑄作業提供了性能優異的導電過渡層，尤其是對鍍覆層的材料力學性能和電磁學性能提供了良好的保證。

附圖說明

附圖1：包含金屬導電層的碳—金屬嵌滲式導電膜

附圖2：不包含金屬導電層的碳—金屬嵌滲式導電膜

附圖3：在導電膜上鍍覆金屬時形成的不均齊生長線

附圖4：在導電膜上鍍覆金屬時形成的均齊生長線。