[發(fā)明專利]在聚酰亞胺絕緣基材表面制備電池用石墨烯加熱膜的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010462322.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN111556597A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚化兵;潘智軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽宇航派蒙健康科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H05B3/20
• 分類號(hào): H05B3/20;C23F1/18;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/6571;H05B3/10
• 代理公司: 北京世衡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11686
• 代理人: 肖淑芳

本發(fā)明提供一種在聚酰亞胺絕緣基材表面制備電池用石墨烯加熱膜的方法，包括：準(zhǔn)備粗化銅電極；在PI基材表面植入粗化銅電極，形成PI?銅電極基材結(jié)構(gòu)；在PI?銅電極基材表面印刷石墨烯發(fā)熱漿料，經(jīng)烘烤后形成石墨烯發(fā)熱干膜，并使得石墨烯干膜覆蓋部分銅電極，形成“PI?銅電極?石墨烯”發(fā)熱層結(jié)構(gòu)；和將PI覆蓋膜與PI?銅電極?石墨烯發(fā)熱層結(jié)構(gòu)的壓合封裝：將PI覆蓋膜局域開孔處理，并使得開孔后的PI覆蓋膜與所述“PI?銅電極?石墨烯”發(fā)熱層結(jié)構(gòu)一側(cè)進(jìn)行貼合熱壓，并使得覆蓋膜開孔位置對(duì)應(yīng)“PI?銅電極?石墨烯”發(fā)熱層結(jié)構(gòu)的銅電極，以暴露出銅電極端子，用于石墨烯加熱膜與外接電源及控制器的連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動(dòng)力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)領(lǐng)域，具體涉及采用石墨烯材料來制造電池柔性加熱膜的方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著全球人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，新能源汽車產(chǎn)業(yè)獲得加速發(fā)展。在新能源汽車中，主流技術(shù)為采用動(dòng)力鋰電池組作為汽車動(dòng)力來源。然而，動(dòng)力鋰電池組有個(gè)致命弱點(diǎn)，在低溫下啟動(dòng)和使用困難，且低溫環(huán)境嚴(yán)重影響電池組使用壽命和續(xù)航時(shí)間。因此，動(dòng)力鋰電池組必須進(jìn)行有效熱管理，在低溫環(huán)境使用，需要進(jìn)行加熱處理。

傳統(tǒng)為動(dòng)力電池組進(jìn)行加熱的產(chǎn)品為合金發(fā)熱膜及模組，這種發(fā)熱產(chǎn)品的制造方法通常采用濕法刻蝕合金材料的辦法，形成發(fā)熱體，隨后封裝于兩層絕緣薄膜之間。合金發(fā)熱膜及模組主要存在如下幾個(gè)問題：首先，合金發(fā)熱材料，遠(yuǎn)紅外效率差，其溫度傳遞路徑基本以熱傳導(dǎo)為主，即直接從發(fā)熱體表面?zhèn)鬟f到電池外殼表面，加熱效率較差；其次，合金發(fā)熱體，其發(fā)熱均勻性較差；最后，合金發(fā)熱體制造過程有較大污染，對(duì)環(huán)境危害較大。

背景技術(shù)部分的內(nèi)容僅僅是發(fā)明人所知曉的技術(shù)，并不當(dāng)然代表本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在問題中的一個(gè)或多個(gè)，提供了一種在聚酰亞胺絕緣基材表面制備電池用石墨烯加熱膜的方法，包括：

準(zhǔn)備粗化銅電極；

在PI基材表面植入粗化銅電極，形成PI-銅電極基材結(jié)構(gòu)；

在PI-銅電極基材表面印刷石墨烯發(fā)熱漿料，經(jīng)烘烤后形成石墨烯發(fā)熱干膜，并使得石墨烯干膜覆蓋部分銅電極，形成“PI-銅電極-石墨烯”發(fā)熱層結(jié)構(gòu)；和

將PI覆蓋膜與PI-銅電極-石墨烯發(fā)熱層結(jié)構(gòu)的壓合封裝：將PI覆蓋膜局域開孔處理，并使得開孔后的PI覆蓋膜與所述“PI-銅電極-石墨烯”發(fā)熱層結(jié)構(gòu)一側(cè)進(jìn)行貼合熱壓，并使得覆蓋膜開孔位置對(duì)應(yīng)“PI-銅電極-石墨烯”發(fā)熱層結(jié)構(gòu)的銅電極，以暴露出銅電極端子，用于石墨烯加熱膜與外接電源及控制器的連接。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，所述粗化銅電極的制備方法為：

準(zhǔn)備卷式的銅箔；

將卷式銅箔放入濕法刻蝕設(shè)備，采用卷對(duì)卷式微蝕工藝，用微蝕液對(duì)銅箔進(jìn)行微蝕；和

銅箔完成微蝕后，對(duì)銅箔依次進(jìn)行清洗、烘干處理，然后收卷，獲得粗化銅箔。

銅箔在強(qiáng)氧化劑作用下，生成氧化銅，隨后再與酸反應(yīng)，產(chǎn)生刻蝕作用，總化學(xué)方程式為：H2O2+Cu+H2SO4→CuSO4+2H2O。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，所微蝕液為雙氧水-硫酸體系，雙氧水和硫酸的總濃度為20-150g/L，雙氧水與硫酸濃度比為1：(2.5-3.5)。

優(yōu)選的，雙氧水和硫酸的總濃度為120g/L,其中雙氧水濃度為30g/L,硫酸濃度為90g/L。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，所所述微蝕工藝中，反應(yīng)溫度為20-35℃，優(yōu)選30℃。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，所銅箔在微蝕液中的運(yùn)動(dòng)速度為2-4m/min,優(yōu)選3m/min；任一位置的銅箔在微蝕液中停留的時(shí)間為10-500s,優(yōu)選100s。