[发明专利]在聚酰亚胺绝缘基材表面制备电池用石墨烯加热膜的方法

说明书

本发明提供一种在聚酰亚胺绝缘基材表面制备电池用石墨烯加热膜的方法，包括：准备粗化铜电极；在PI基材表面植入粗化铜电极，形成PI‑铜电极基材结构；在PI‑铜电极基材表面印刷石墨烯发热浆料，经烘烤后形成石墨烯发热干膜，并使得石墨烯干膜覆盖部分铜电极，形成“PI‑铜电极‑石墨烯”发热层结构；和将PI覆盖膜与PI‑铜电极‑石墨烯发热层结构的压合封装：将PI覆盖膜局域开孔处理，并使得开孔后的PI覆盖膜与所述“PI‑铜电极‑石墨烯”发热层结构一侧进行贴合热压，并使得覆盖膜开孔位置对应“PI‑铜电极‑石墨烯”发热层结构的铜电极，以暴露出铜电极端子，用于石墨烯加热膜与外接电源及控制器的连接。

技术领域

本发明涉及一种动力电池热管理技术领域，具体涉及采用石墨烯材料来制造电池柔性加热膜的方法。

背景技术

近年来，随着全球人类环保意识的增强，新能源汽车产业获得加速发展。在新能源汽车中，主流技术为采用动力锂电池组作为汽车动力来源。然而，动力锂电池组有个致命弱点，在低温下启动和使用困难，且低温环境严重影响电池组使用寿命和续航时间。因此，动力锂电池组必须进行有效热管理，在低温环境使用，需要进行加热处理。

传统为动力电池组进行加热的产品为合金发热膜及模组，这种发热产品的制造方法通常采用湿法刻蚀合金材料的办法，形成发热体，随后封装于两层绝缘薄膜之间。合金发热膜及模组主要存在如下几个问题：首先，合金发热材料，远红外效率差，其温度传递路径基本以热传导为主，即直接从发热体表面传递到电池外壳表面，加热效率较差；其次，合金发热体，其发热均匀性较差；最后，合金发热体制造过程有较大污染，对环境危害较大。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在问题中的一个或多个，提供了一种在聚酰亚胺绝缘基材表面制备电池用石墨烯加热膜的方法，包括：

准备粗化铜电极；

在PI基材表面植入粗化铜电极，形成PI-铜电极基材结构；

在PI-铜电极基材表面印刷石墨烯发热浆料，经烘烤后形成石墨烯发热干膜，并使得石墨烯干膜覆盖部分铜电极，形成“PI-铜电极-石墨烯”发热层结构；和

将PI覆盖膜与PI-铜电极-石墨烯发热层结构的压合封装：将PI覆盖膜局域开孔处理，并使得开孔后的PI覆盖膜与所述“PI-铜电极-石墨烯”发热层结构一侧进行贴合热压，并使得覆盖膜开孔位置对应“PI-铜电极-石墨烯”发热层结构的铜电极，以暴露出铜电极端子，用于石墨烯加热膜与外接电源及控制器的连接。

作为本发明的一个方面，所述粗化铜电极的制备方法为：

准备卷式的铜箔；

将卷式铜箔放入湿法刻蚀设备，采用卷对卷式微蚀工艺，用微蚀液对铜箔进行微蚀；和

铜箔完成微蚀后，对铜箔依次进行清洗、烘干处理，然后收卷，获得粗化铜箔。

铜箔在强氧化剂作用下，生成氧化铜，随后再与酸反应，产生刻蚀作用，总化学方程式为：H2O2+Cu+H2SO4→CuSO4+2H2O。

作为本发明的一个方面，所微蚀液为双氧水-硫酸体系，双氧水和硫酸的总浓度为20-150g/L，双氧水与硫酸浓度比为1：(2.5-3.5)。

优选的，双氧水和硫酸的总浓度为120g/L,其中双氧水浓度为30g/L,硫酸浓度为90g/L。

作为本发明的一个方面，所所述微蚀工艺中，反应温度为20-35℃，优选30℃。

作为本发明的一个方面，所铜箔在微蚀液中的运动速度为2-4m/min,优选3m/min；任一位置的铜箔在微蚀液中停留的时间为10-500s,优选100s。