Page 12 - 《真空与低温》2026年第1期

高 科等：复合铜集流体制造工艺及其支撑层改性方案综述 9

明柔性集流体的松弛应力作用。Ouyang 等 [50] 在研 现薄膜基底凭借着高韧性对锂沉积和剥离的致密
究高能量密度和高倍率无负极锂金属电池时也发 和均匀性极为有利。

CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3
H H H
H C H C H C H C H C CH 3 C H C CH 3 C H C CH 3 C H C H C
C H C H C H C H C H C H C H C H C H C H C H C H
H H H H H H H H H H H H
（a）等规 （b）间规 （c）无规

图 9 PP 的三种结构等规、间规、无规 [47]
Fig. 9 Three structures of PP isotactic，syndiotatic and atactic [47]

35 3 600 3 600
30 Cu 3 200 FCC 3 200 FCC
FCC（Flexible Current Colector）
P-FCC
25 2 800 Cu 2 800 P-FCC
2 400
2 400
载荷/nN 20 比容量/（mA·h·g −1 ） 2 000 比容量/（mA·h·g −1 ） 2 000 0.5 C 1.0 C 0.5 C
1 600
15
1 600
10 1 200 1 200 2.0 C
800
800
5 400 400
0 0 0
0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 0 5 10 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
位移/nm 循环次数 循环次数
（a）负载-位移纳米压痕曲线 （b）容量曲线 （c）倍率性能
−400
Cu （第1次循环后）
Cu（第30次循环后）
−300 P-FCC（第1次循环后）
P-FCC（第30次循环后）
Z″/Ω −200
−100
0 2 μm 1 μm
0 100 200 300 400
Z′/Ω
（d）第1和30次循环后EIS曲线 （e）铜集流体循环30次极片表面SEM形貌 （f）PP基复合铜集流体循环30次
极片表面SEM形貌

图 10 铜箔与 PP 基复合铜集流体性能对比图 [49]
[49]
Fig. 10 Performance comparison chart of copper foil and PP-based composite copper current collector

[51]
2.2 支撑层改性方案研究 键合 。前者最主要的是要在聚合物基底上，创造
在 PP 基膜上沉积铜层制备复合集流体最需要 出纳米波纹结构，提升表面粗糙度，金属和基底相
解决的就是 PP/Cu 间的黏合强度低的问题。这是 互渗透界面形成互锁区来提升附着力；后者是在聚
因为非极性聚合物 PP 表面能低，循环过程中铜层 合物表面引入活性基团来提高极性，在化学沉积时
易从 PP 上脱落导致电子流通不畅，引发内部锂离 与铜离子配位，使铜层与基膜表面形成化学键来提
子脱嵌不自如而加大电池内阻，增加充放电过程中 高界面结合强度。上述两种机理主要通过表面原
的能量损失，降低电池输出功率和效率，加快电池 位改性及涂层功能修饰方案实现。
老化，不利于保持循环性能。因此，加强铜层与聚 2.2.1 表面原位改性方案
合物基底 PP 之间的界面结合对于改善复合铜集流 基膜表面原位改性通常使用电晕放电处理、
体的机械和电化学性能至关重要，是全产业链中设 等离子体清洗、化学刻蚀等工艺赋予薄膜极性官
备商、制造厂、电池厂和终端用户密切关注解决的 能团或改变粗糙度。诚然，通过调整功率、时间、
重大课题。 反应介质等参数可以一步达到界面强化的效果，但
通常需要对聚合物改性实现复合铜集流体的 无法避免地会对基膜本身带来不可逆结构变化，从
界面强化。其机理主要分为两类：机械互锁和化学 而影响其强度及韧性等机械性能。另外，改性后