一種導(dǎo)電涂層鋁箔的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電涂層鋁箔的制備方法，包括對(duì)鋁箔進(jìn)行清洗、高溫退火處理；在其一面涂上一層厚度在1~2μm的粘結(jié)劑涂層；在粘結(jié)劑涂層的表面再涂上一層厚度在1~4μm的導(dǎo)電碳涂層；放入烘箱對(duì)其進(jìn)行烘干，使導(dǎo)電碳涂層和粘結(jié)劑涂層發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)；重復(fù)步驟（2）?（4），在鋁箔的另一面依次涂上粘結(jié)劑涂層和導(dǎo)電碳涂層，經(jīng)烘箱固化后，即可得雙面涂有碳涂層的導(dǎo)電涂層鋁箔。本發(fā)明制備的導(dǎo)電涂層鋁箔的表面張力大、導(dǎo)電性能好，并可以有效的提升制成的成品電池的電性能及一致性。
【專利說明】 一種導(dǎo)電涂層鋁箔的制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池用導(dǎo)電涂層鋁箔的制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]近年來日益加重的能源及環(huán)境問題，使得鋰離子電池在汽車上作為動(dòng)力來源廣泛地得到應(yīng)用，這對(duì)鋰離子電池的循環(huán)壽命、動(dòng)態(tài)條件下的產(chǎn)熱及成組后電池組的一致性提出較高的要求。
[0005]目前傳統(tǒng)的制備極片的方法是將活性材料是直接涂覆于鋁箔集流體表面，集流體通過與活性材料的物理接觸將電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電子匯集并導(dǎo)出至外電路，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化。這種方式主要存在的缺陷有:I)活性材料與剛性集流體之間是點(diǎn)點(diǎn)接觸，界面阻抗大，動(dòng)態(tài)條件下電池的DCR大，即電池產(chǎn)熱大，循環(huán)壽命有限；2)粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度有限，電池在不斷充放電的過程中，集流體與活性物質(zhì)間易發(fā)生膨脹導(dǎo)致脫落，導(dǎo)致電池的內(nèi)阻急劇加大，影響電池的循環(huán)壽命和安全性能。
[0006]因此，降低集流體與活性材料之間的界面阻抗，提高二者之間的粘附強(qiáng)度是提升電池循環(huán)壽命、安全性能、產(chǎn)熱問題及一致性的重要手段。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種鋰離子電池用正極導(dǎo)電涂層鋁箔的制備方法，解決了鋰離子電池中活性物質(zhì)與集流體之間的粘附能力，可以有效的改善電池的循環(huán)壽命及循環(huán)過程中電池阻抗的變化。
[0009]—種導(dǎo)電涂層鋁箔的制備方法，包括如下步驟:
(1)對(duì)鋁箔進(jìn)行清洗、高溫退火處理；
(2)將經(jīng)步驟(I)處理后的鋁箔的一面經(jīng)涂布機(jī)涂輥涂上一層厚度在I?2μπι的粘結(jié)劑涂層；
(3)繼續(xù)通過另一個(gè)涂輥，在粘結(jié)劑涂層的表面再涂上一層厚度在I?4μπι的導(dǎo)電碳涂層；
(4)放入烘箱對(duì)其進(jìn)行烘干，使導(dǎo)電碳涂層和粘結(jié)劑涂層發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)；
(5)重復(fù)步驟(2)-(4)，在鋁箔的另一面依次涂上粘結(jié)劑涂層和導(dǎo)電碳涂層，經(jīng)烘箱固化后，即可得雙面涂有碳涂層的導(dǎo)電涂層鋁箔。
[0010]進(jìn)一步方案，所述步驟(I)鋁箔是先分別進(jìn)行酸洗、堿洗、水洗，以除去箔材表面的雜質(zhì);瀝干后再置于400?600°C溫度下進(jìn)行高溫退火處理，使鋁箔上形成均勻、致密的孔隙。從而使粘結(jié)劑涂層能夠更均勻、更緊密的附著在鋁箔上。
[0011]進(jìn)一步方案，所述粘結(jié)劑涂層為固化反應(yīng)型導(dǎo)電膠和固化交聯(lián)劑組成，其中固化交聯(lián)劑的含量為0.3-0.8wt%。
[0012]進(jìn)一步方案，所述固化反應(yīng)型導(dǎo)電膠包括環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠、酚醛樹脂導(dǎo)電膠和聚氨酯導(dǎo)電膠。
[0013]進(jìn)一步方案，所述步驟(3)中導(dǎo)電碳涂層為顆粒狀導(dǎo)電碳黑和片狀導(dǎo)電石墨或顆粒狀導(dǎo)電碳黑和石墨烯按質(zhì)量比為2:1混合而成。
[0014]進(jìn)一步方案，所述步驟(4)中的烘箱為UV光固化設(shè)備。
[0015]本發(fā)明通過溫度達(dá)到140-200°C的烘箱或UV光固化設(shè)備使導(dǎo)電碳涂層和粘結(jié)劑涂層中固化反應(yīng)型導(dǎo)電膠發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)，保證導(dǎo)電碳涂層能夠更均勻、更緊密的附著在鋁箔上，制成導(dǎo)電涂層鋁箔。
[0016]導(dǎo)電型膠粘劑簡稱導(dǎo)電膠，是一種既能有效地膠接各種材料，又具有導(dǎo)電性能的膠粘劑。按固化工藝特點(diǎn)，可將導(dǎo)電膠分為固化反應(yīng)型、熱熔型、高溫?zé)Y(jié)型、溶劑型和壓敏型導(dǎo)電膠。
[0017]由于傳統(tǒng)的導(dǎo)電碳涂層的制備方法是通過將水性漿料涂覆在電暈處理后的鋁箔上，水性涂層漿料與鋁箔之間的附著能力有限，且導(dǎo)電涂層在箔材上的分布不均勻，影響制成的電池的電性能和一致性。而本發(fā)明通過實(shí)現(xiàn)兩種粘結(jié)劑之間的交聯(lián)固化，顯著提升了導(dǎo)電碳涂層在鋁箔上的附著能力，同時(shí)通過對(duì)鋁箔進(jìn)行酸洗、堿洗及高溫退火處理可以有效的保證在鋁箔上形成均勻、致密的微孔，有利于漿料在鋁箔上的分散和鋪開。本發(fā)明制備的導(dǎo)電涂層鋁箔的表面張力大、導(dǎo)電性能好，并可以有效的提升制成的成品電池的電性能及一致性。
[0018]
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1:
一種導(dǎo)電涂層鋁箔的制備方法，包括如下步驟:
(1)先分別進(jìn)行酸洗、堿洗、水洗，以除去箔材表面的雜質(zhì);瀝干后再置于400°C溫度下進(jìn)行高溫退火處理，使鋁箔上形成均勻、致密的孔隙；
(2)將經(jīng)步驟(I)處理后的鋁箔的一面經(jīng)涂布機(jī)涂輥涂上一層厚度為Ιμπι的粘結(jié)劑涂層;所述粘結(jié)劑涂層為聚氨酯導(dǎo)電膠和固化交聯(lián)劑過氧化苯甲酰組成，其中固化交聯(lián)劑過氧化苯甲酰的含量為0.5wt% ；
(3)繼續(xù)通過另一個(gè)涂輥，在粘結(jié)劑涂層的表面再涂上一層厚度在Ιμπι的導(dǎo)電碳涂層；導(dǎo)電碳涂層是由顆粒狀導(dǎo)電碳黑和片狀導(dǎo)電石墨按質(zhì)量比為2:1混合而成；
(4)放入180°C的烘箱對(duì)其進(jìn)行烘干，使導(dǎo)電碳涂層和粘結(jié)劑涂層發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)；
(5)重復(fù)步驟(2)-(4)，在鋁箔的另一面依次涂上粘結(jié)劑涂層和導(dǎo)電碳涂層，經(jīng)烘箱固化后，即可得雙面涂有碳涂層的導(dǎo)電涂層鋁箔。
[0020]
實(shí)施例2:
一種導(dǎo)電涂層鋁箔的制備方法，包括如下步驟:
(I)先分別進(jìn)行酸洗、堿洗、水洗，以除去箔材表面的雜質(zhì);瀝干后再置于600°C溫度下進(jìn)行高溫退火處理，使鋁箔上形成均勻、致密的孔隙；
(2)將經(jīng)步驟(I)處理后的鋁箔的一面經(jīng)涂布機(jī)涂輥涂上一層厚度為2μπι的粘結(jié)劑涂層;所述粘結(jié)劑涂層為環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠和固化交聯(lián)劑過氧化氫二異丙苯組成，其中固化交聯(lián)劑過氧化氫二異丙苯的含量為0.3wt%;
(3)繼續(xù)通過另一個(gè)涂輥，在粘結(jié)劑涂層的表面再涂上一層厚度在4μπι的導(dǎo)電碳涂層；導(dǎo)電碳涂層是由顆粒狀導(dǎo)電碳黑和石墨烯按質(zhì)量比為2:1混合而成；
(4)放入U(xiǎn)V光固化設(shè)備對(duì)其進(jìn)行烘干，使導(dǎo)電碳涂層和粘結(jié)劑涂層發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)；
(5)重復(fù)步驟(2)-(4)，在鋁箔的另一面依次涂上粘結(jié)劑涂層和導(dǎo)電碳涂層，經(jīng)UV光固化設(shè)備固化后，即可得雙面涂有碳涂層的導(dǎo)電涂層鋁箔。
[0021]
對(duì)比例:
選取在鋰離子電池中廣泛使用的常規(guī)鋁箔先進(jìn)行電暈處理，按照常規(guī)方法在鋁箔表面涂覆一層導(dǎo)電涂層(顆粒狀導(dǎo)電碳黑和片狀導(dǎo)電石墨按質(zhì)量比為2:1混合而成)，制得導(dǎo)電涂層鋁箔。
[0022]將實(shí)施例1和對(duì)比例制備的導(dǎo)電涂層鋁箔作為集流體制成電池進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，其檢測(cè)方法均是本領(lǐng)域常規(guī)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果顯示本發(fā)明制成的鋁箔所制成的極片剝離強(qiáng)度較對(duì)比例提升8%，極片電阻率下降5%，且極片導(dǎo)電率的一致性明顯提升。電池方面，本發(fā)明制成的導(dǎo)電鋁箔制成的電池的內(nèi)阻比常規(guī)的降低3%，電池的循環(huán)壽命提升10%，且在循環(huán)過程中電池的內(nèi)阻增幅明顯有所降低。
[0023]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種導(dǎo)電涂層鋁箔的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)對(duì)鋁箔進(jìn)行清洗、高溫退火處理； (2)將經(jīng)步驟(I)處理后的鋁箔的一面經(jīng)涂布機(jī)涂輥涂上一層厚度在I?2μπι的粘結(jié)劑涂層； (3)繼續(xù)通過另一個(gè)涂輥，在粘結(jié)劑涂層的表面再涂上一層厚度在I?4μπι的導(dǎo)電碳涂層； (4)放入烘箱對(duì)其進(jìn)行烘干，使導(dǎo)電碳涂層和粘結(jié)劑涂層發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)； (5)重復(fù)步驟(2)-(4)，在鋁箔的另一面依次涂上粘結(jié)劑涂層和導(dǎo)電碳涂層，經(jīng)烘箱固化后，即可得雙面涂有碳涂層的導(dǎo)電涂層鋁箔。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)鋁箔是先分別進(jìn)行酸洗、堿洗、水洗，以除去箔材表面的雜質(zhì)；瀝干后再置于400?600°C溫度下進(jìn)行高溫退火處理，使鋁箔上形成均勻、致密的孔隙。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制備方法，其特征在于:所述粘結(jié)劑涂層為固化反應(yīng)型導(dǎo)電膠和固化交聯(lián)劑組成，其中固化交聯(lián)劑的含量為0.3-0.8wt%。4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的制備方法，其特征在于:所述固化反應(yīng)型導(dǎo)電膠包括環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠、酚醛樹脂導(dǎo)電膠和聚氨酯導(dǎo)電膠。5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中導(dǎo)電碳涂層為顆粒狀導(dǎo)電碳黑和片狀導(dǎo)電石墨或顆粒狀導(dǎo)電碳黑和石墨烯按質(zhì)量比為2:1混合而成。6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中的烘箱為UV光固化設(shè)備。
【文檔編號(hào)】H01M4/64GK105895922SQ201610317607
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】陳萍, 張江偉, 李瑜, 李慧
【申請(qǐng)人】合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司