一種微孔鋁箔的制備方法及由該方法制得的微孔鋁箔的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微孔鋁箔的制備方法及由該方法制得的微孔鋁箔。該微孔鋁箔制備方法包括如下步驟：(1)將5g?300g的反應(yīng)物和分散劑共同加入到1L溶劑中混合均勻，使用研磨設(shè)備精細研磨30?1440min，分散得漿料，過篩，備用；(2)將步驟(1)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度5um－50um的鋁箔上，涂層厚度控制1?50um，對涂層干燥處理5?60min；(3)采用清洗劑清洗步驟(2)中鋁箔上的涂層即得。該方法制得的微孔鋁箔表面微孔大小在微米尺度且分布均勻，避免了導(dǎo)電性能不均衡和影響鋁箔機械性能；可有效增加鋁箔表面粗糙度和接觸面積，大大改善電子導(dǎo)電性，而微孔的存在也增加了活性材料接觸通道，改善了離子導(dǎo)電性能。
【專利說明】
一種微孔鋁箔的制備方法及由該方法制得的微孔鋁箔
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微孔鋁箔的制備方法及由該方法制得的微孔鋁箔。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，受全球氣候和人類生存環(huán)境惡化及能源危機的影響，人們對能量儲存技術(shù)的興趣日益增加。電池已被普遍用作移動電話、小型可攜式攝像機、筆記本電腦、PC、電動工具和電動汽車的能源。特別是電動汽車，目前已成為減少溫室氣體排放，解決汽車能源問題的熱點，因此，電動汽車所使用的新能源電池，尤其是動力電池，在全球各國的研究和開發(fā)也越來越深入和廣泛。
[0003 ]由于鋰二次電池具有比水溶液電解液的常規(guī)電池(如M1-MH電池)高的驅(qū)動電壓和能量密度，因此許多制造公司在商業(yè)上制造它們。但是，大多數(shù)鋰二次電池的在高功率使用工況下，性能下降嚴(yán)重，制約了鋰二次電池在動力電池上的推廣。
[0004]動力電池的高功率使用環(huán)境需要電池具有更加良好的電子導(dǎo)通性能和離子導(dǎo)通性能，需要更多的電子通道和離子通道。由于鋁箔本身表面光潔度較高，而活性物質(zhì)主要通過聚四氟乙烯和丁苯橡膠等高分子膠進行粘附，粘附強度較差，而過高的高分子膠含量則又會帶來較高的阻抗，影響其導(dǎo)電性能。傳統(tǒng)工藝對鋁箔進行毛化處理，提高其表面的粗糙度，已改善其粘附性，但改善效果有限，且對離子導(dǎo)電性無改善，制約了動力鋰離子電池的高功率應(yīng)用。
[0005]為了改善動力鋰離子鋁箔的導(dǎo)電性能，目前廣泛采用的方法是對鋁箔進行底涂，在鋁箔表面涂覆一層導(dǎo)電碳黑。但這種方法對電子導(dǎo)電性改善不明顯，對離子導(dǎo)電性無改善。具有微孔的鋁箔可增加導(dǎo)電性，現(xiàn)有采用物理方式對鋁箔進行打孔處理的工藝，一方面只能制備出毫米尺度的通孔，導(dǎo)致鋁箔機械強度明顯下降；另一方面在打孔過程中會產(chǎn)生許多金屬毛刺，帶來嚴(yán)重的安全隱患。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種微孔鋁箔的制備方法及由該方法制得的微孔鋁箔。
[0007]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]—種微孔鋁箔的制備方法，包括如下步驟:
[0009](I)將5g_300g的反應(yīng)物和分散劑共同加入到IL溶劑中混合均勻，使用研磨設(shè)備精細研磨30-1440min，分散得漿料，過50-500目篩，備用；
[0010](2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度5um-50um的鋁箔上，涂層厚度控制l-50um，對涂層干燥處理5_60min ；
[0011](3)采用清洗劑清洗步驟(2)中鋁箔上的涂層，即得潔凈的微孔鋁箔；
[0012]步驟(I)所述反應(yīng)物為碳納米管、碳黑、膨脹石墨、石墨烯的一種或幾種。
[0013]步驟(I)所述分散劑為聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、聚丙烯胺、聚(2-乙烯基吡啶)、烷醇酰胺、烷基糖苷、烷基酚、芳基烷基酚、聚乙烯醇、聚乙烯醇與聚乙酸乙烯酯、聚乙烯基吡咯烷酮、纖維素、淀粉、明膠、明膠衍生物、氨基酸聚合物、聚賴氨酸、聚天冬氨酸、聚丙烯酸酯、聚乙烯磺酸酯、聚苯乙烯磺酸酯、聚甲基丙烯酸酯、芳族磺酸與甲醛的縮合產(chǎn)物、萘磺酸酯、木質(zhì)素磺酸鹽、丙烯酸單體的共聚物、嵌段共聚醚、具有聚苯乙烯嵌段共聚醚或聚二烯丙基二甲基氯化銨的一種或多種。
[0014]步驟(I)所述溶劑為去離子水；
[0015]步驟(3)所述清洗劑為水。
[0016]步驟(3)清洗劑的清洗方式采用超聲清洗。
[0017]上述微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔微孔直徑為Ι-lOOOum，孔隙率為1%-50%，透氣度為 10-1000s/100cc。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明微孔鋁箔的制備方法，溶劑去離子水在漿料涂覆到鋁箔上后能提供一種利于鋁金屬氧化的極性環(huán)境，在極性環(huán)境下，鋁箔表面的致密氧化膜發(fā)生分解，氧化膜下面的金屬鋁暴露出來，金屬鋁性質(zhì)非?；顫姡蜐{料中的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)，生成Al3+，溶解在漿料中，鋁箔則在反應(yīng)物顆粒位置腐蝕出微孔，由于該制備方法保證了充分而合理的研磨時間，使得反應(yīng)物顆粒大小不同，因此形成了微孔大小的差異;漿料中反應(yīng)物的固含量，很好的控制了微孔分布密度。涂層干燥后，極性環(huán)境消失，反應(yīng)停止，鋁箔上的微孔不再繼續(xù)擴大，使用清洗劑超聲清洗掉鋁箔表面的涂層后，便制備出符合要求的微孔鋁箔。該微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，表面的微孔大小在微米尺度且分布均勻，避免了導(dǎo)電性能不均衡和影響鋁箔機械性能；可以有效增加鋁箔表面的粗糙度和接觸面積，大大改善電子導(dǎo)電性，而微孔的存在也增加了活性材料的接觸通道，顯著改善離子導(dǎo)電性能。
(四)
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明制備方法制得的微孔鋁箔在顯微鏡下的照片。
[0020]其中，I微孔鋁箔，2微孔。
(五)
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0022]實施例1
[0023]—種微孔鋁箔的制備方法，采用如下步驟:
[0024](I)將21g碳納米管、5g聚乙烯基吡咯烷酮加入到IL去離子水中混合均勻，使用研磨機研磨ISOmin，分散得漿料，將漿料過100目篩，備用；
[0025](2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度5um的鋁箔上，涂層厚度控制10um，對涂層干燥處理5min ；
[0026](3)采用清洗劑水對步驟(2)干燥處理的涂層進行超聲清洗，即得潔凈的微孔鋁箔。
[0027]由上述微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，使用CCD測量表征所得微孔鋁箔的微孔直徑0.5-5um，孔隙率5%，透氣度850s/100cc。
[0028]實施例2
[0029]—種微孔鋁箔的制備方法，采用如下步驟:
[0030](I)將40g乙炔黑(炭黑)和5g聚乙烯基吡咯烷酮、15g聚天冬氨酸加入到IL去離子水中混合均勻，使用研磨機研磨60min，分散得漿料，將漿料過50目篩，備用；
[0031](2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度50um的鋁箔上，涂層厚度控制5um，對涂層干燥處理60min ；
[0032](3)采用劑水對步驟(2)干燥處理的涂層進行超聲清洗，即得潔凈的微孔鋁箔。
[0033]由上述微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，使用CCD測量表征所得微孔鋁箔的微孔直徑50-300um，孔隙率為15%，透氣度為350s/100cc。
[0034]實施例3
[0035]—種微孔鋁箔的制備方法，采用如下步驟:
[0036](I)將21g膨脹石墨、1g聚天冬氨酸加入到IL去離子水中混合均勻，使用研磨機研磨600min，分散得漿料，將漿料過300目篩，備用；
[0037](2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度27um的鋁箔上，涂層厚度控制15 um，對涂層干燥處理32min ；
[0038](3)采用水對步驟(2)干燥處理的涂層進行超聲清洗，即得潔凈的微孔鋁箔。
[0039]由上述微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，使用CCD測量表征所得微孔鋁箔的微孔直徑10_200um，孔隙率為12%，透氣度為550s/100cc。
[0040]實施例4:
[0041]—種微孔鋁箔的制備方法，采用如下步驟:
[0042](I)將3g石墨和2g聚乙烯亞胺加入到IL去離子水中混合均勻，使用研磨機研磨30min，分散得漿料，將漿料過50目篩，備用；
[0043](2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度5um的鋁箔上，涂層厚度控制lum，對涂層干燥處理5min ；
[0044](3)采用水對步驟(2)干燥處理的涂層進行超聲清洗，即得潔凈的微孔鋁箔。
[0045]由上述微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，使用CCD測量表征所得微孔鋁箔的微孔直徑10_200um，孔隙率為12%，透氣度為550s/100cc。
[0046]實施例5
[0047]—種微孔鋁箔的制備方法，采用如下步驟:
[0048](I)將200g石墨烯和10g聚乙烯胺加入到IL去離子水中混合均勻，使用研磨機研磨1440min，分散得漿料，將漿料過500目篩，備用；
[0049](2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度50um的鋁箔上，涂層厚度控制50um，對涂層干燥處理60min ；
[0050](3)采用水對步驟(2)干燥處理的涂層進行超聲清洗，即得潔凈的微孔鋁箔。
[0051]由上述微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，使用CCD測量表征所得微孔鋁箔的微孔直徑50-300um，孔隙率為15%，透氣度為350s/100cc。
[0052]實施例6
[0053]—種微孔鋁箔的制備方法，采用如下步驟:
[0054](I)將65g碳納米管、18g石墨和32g聚乙烯亞胺、30g聚乙烯基吡咯烷酮共同加入到IL去離子水中混合均勻，使用研磨機研磨735min，分散得漿料，將漿料過200目篩，備用；
[0055](2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度30um的鋁箔上，涂層厚度控制25um，對涂層干燥處理32min ；
[0056](3)采用水對步驟(2)干燥處理的涂層進行超聲清洗，即得潔凈的微孔鋁箔。
[0057]由上述微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，使用CCD測量表征所得微孔鋁箔的微孔直徑0.5-5um，孔隙率5%，透氣度850s/100cc。
[0058]實施例7
[0059]—種微孔鋁箔的制備方法，采用如下步驟:
[0060](I)將49g碳黑、28g膨脹石墨和15g聚乙烯亞胺、25g聚丙烯胺、16g纖維素共同加入到IL去離子水中混合均勻，使用研磨機研磨350min，分散得漿料，將漿料過100目篩，備用；[0061 ] (2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度27um的鋁箔上，涂層厚度控制1um，對涂層干燥處理20min ；
[0062](3)采用水對步驟(2)干燥處理的涂層進行超聲清洗，即得潔凈的微孔鋁箔。
[0063]由上述微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，使用CCD測量表征所得微孔鋁箔的微孔直徑50-300um，孔隙率為15%，透氣度為350s/100cc。
[0064]實施例8
[0065]—種微孔鋁箔的制備方法，采用如下步驟:
[ΟΟ??] (I)將86g膨脹石墨和5g聚乙稀亞胺、15g聚丙稀胺、20g聚乙稀醇共同加入到IL去離子水中混合均勻，使用研磨機研磨180min，分散得漿料，將漿料過50目篩，備用；
[0067 ] (2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度2 5 um的鋁箔上，涂層厚度控制1um，對涂層干燥處理30min ；
[0068](3)采用水對步驟(2)干燥處理的涂層進行超聲清洗，即得潔凈的微孔鋁箔。
[0069]由上述微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，使用CCD測量表征所得微孔鋁箔的微孔直徑10_200um，孔隙率為12%，透氣度為550s/100cc。
[0070]實施例9
[0071]—種微孔鋁箔的制備方法，采用如下步驟:
[0072](I)將21g膨脹石墨和1g聚(2-乙烯基吡啶)共同加入到IL去離子水中混合均勻，使用研磨機研磨600min，分散得漿料，將漿料過400目篩，備用；
[0073](2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度40um的鋁箔上，涂層厚度控制15um，對涂層干燥處理40min ；
[0074](3)采用水對步驟(2)干燥處理的涂層進行超聲清洗，即得潔凈的微孔鋁箔。
[0075]由上述微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，使用CCD測量表征所得微孔鋁箔的微孔直徑0.5-5um，孔隙率5%，透氣度850s/100cc。
[0076]實施例10
[0077]—種微孔鋁箔的制備方法，采用如下步驟:
[0078](I)將105g碳黑和1g聚(2-乙烯基吡啶)、30g烷醇酰胺、25g纖維素、5g淀粉共同加入到IL去離子水中混合均勻，使用研磨機研磨500min，分散得漿料，將漿料過200目篩，備用；
[0079 ] (2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度4 5 um的鋁箔上，涂層厚度控制12um，對涂層干燥處理15min;
[0080](3)采用水對步驟(2)干燥處理的涂層進行超聲清洗，即得潔凈的微孔鋁箔。
[0081]由上述微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，使用CCD測量表征所得微孔鋁箔的微孔直徑50-300um，孔隙率為15%，透氣度為350s/100cc。
[0082]實施例11
[0083]—種微孔鋁箔的制備方法，采用如下步驟:
[0084](I)將5g_300g的反應(yīng)物和分散劑共同加入到IL去離子水中混合均勻，使用研磨設(shè)備精細研磨30-1440min，分散得漿料，過50-500目篩，備用；
[0085](2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度5um-50um的鋁箔上，涂層厚度控制
l-50um，對涂層干燥處理5_60min ；
[0086](3)采用去離子水清洗步驟(2)中鋁箔上的涂層，即得潔凈的微孔鋁箔；
[0087]步驟(I)所述反應(yīng)物為碳納米管、碳黑、膨脹石墨、石墨烯的一種或幾種的組合；
[0088]步驟(I)所述分散劑為聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、聚丙烯胺、聚(2-乙烯基吡啶)、烷醇酰胺、烷基糖苷、烷基酚、芳基烷基酚、聚乙烯醇、聚乙烯醇與聚乙酸乙烯酯、聚乙烯基吡咯烷酮、纖維素、淀粉、明膠、明膠衍生物、氨基酸聚合物、聚賴氨酸、聚天冬氨酸、聚丙烯酸酯、聚乙烯磺酸酯、聚苯乙烯磺酸酯、聚甲基丙烯酸酯、芳族磺酸與甲醛的縮合產(chǎn)物、萘磺酸酯、木質(zhì)素磺酸鹽、丙烯酸單體的共聚物、嵌段共聚醚、具有聚苯乙烯嵌段共聚醚或聚二烯丙基二甲基氯化銨的一種或多種的組合。
【主權(quán)項】
1.一種微孔鋁箔的制備方法，其特征是:包括如下步驟: (1)將5g-300g的反應(yīng)物和分散劑共同加入到IL溶劑中混合均勻，使用研磨設(shè)備精細研磨30-1440min，分散得漿料，過50-500目篩，備用； (2)將步驟(I)制得的過篩漿料均勻涂覆在厚度5um-50um的鋁箔上，涂層厚度控制1-50um，對涂層干燥處理5_60min ； (3)采用清洗劑清洗步驟(2)中鋁箔上的涂層，即得潔凈的微孔鋁箔； 步驟(I)所述反應(yīng)物為碳納米管、碳黑、膨脹石墨、石墨烯的一種或幾種； 步驟(I)所述分散劑為聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、聚丙烯胺、聚(2-乙烯基吡啶)、烷醇酰胺、烷基糖苷、烷基酚、芳基烷基酚、聚乙烯醇、聚乙烯醇與聚乙酸乙烯酯、聚乙烯基吡咯烷酮、纖維素、淀粉、明膠、明膠衍生物、氨基酸聚合物、聚賴氨酸、聚天冬氨酸、聚丙烯酸酯、聚乙烯磺酸酯、聚苯乙烯磺酸酯、聚甲基丙烯酸酯、芳族磺酸與甲醛的縮合產(chǎn)物、萘磺酸酯、木質(zhì)素磺酸鹽、丙烯酸單體的共聚物、嵌段共聚醚、具有聚苯乙烯嵌段共聚醚或聚二烯丙基二甲基氯化銨的一種或多種； 步驟(I)所述溶劑為去離子水； 步驟(3)所述清洗劑為水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔鋁箔的制備方法，其特征是:步驟(3)清洗劑的清洗方式米用超聲清洗。3.—種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微孔鋁箔的制備方法制得的微孔鋁箔，其特征是:微孔直徑為Ι-lOOOum，孔隙率為1%-50%，透氣度為10-1000s/100cc。
【文檔編號】H01M4/04GK105895926SQ201610323953
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】張升亮
【申請人】張升亮