一种导电涂层铝箔的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种导电涂层铝箔的制备方法，包括对铝箔进行清洗、高温退火处理；在其一面涂上一层厚度在1~2μm的粘结剂涂层；在粘结剂涂层的表面再涂上一层厚度在1~4μm的导电碳涂层；放入烘箱对其进行烘干，使导电碳涂层和粘结剂涂层发生固化交联反应；重复步骤（2）?（4），在铝箔的另一面依次涂上粘结剂涂层和导电碳涂层，经烘箱固化后，即可得双面涂有碳涂层的导电涂层铝箔。本发明制备的导电涂层铝箔的表面张力大、导电性能好，并可以有效的提升制成的成品电池的电性能及一致性。
【专利说明】 一种导电涂层铝箔的制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池用导电涂层铝箔的制备方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]近年来日益加重的能源及环境问题，使得锂离子电池在汽车上作为动力来源广泛地得到应用，这对锂离子电池的循环寿命、动态条件下的产热及成组后电池组的一致性提出较高的要求。
[0005]目前传统的制备极片的方法是将活性材料是直接涂覆于铝箔集流体表面，集流体通过与活性材料的物理接触将电化学反应产生的电子汇集并导出至外电路，从而实现化学能与电能的相互转化。这种方式主要存在的缺陷有:I)活性材料与刚性集流体之间是点点接触，界面阻抗大，动态条件下电池的DCR大，即电池产热大，循环寿命有限；2)粘结剂的粘结强度有限，电池在不断充放电的过程中，集流体与活性物质间易发生膨胀导致脱落，导致电池的内阻急剧加大，影响电池的循环寿命和安全性能。
[0006]因此，降低集流体与活性材料之间的界面阻抗，提高二者之间的粘附强度是提升电池循环寿命、安全性能、产热问题及一致性的重要手段。
[0007]
【发明内容】
[0008]本发明提供一种锂离子电池用正极导电涂层铝箔的制备方法，解决了锂离子电池中活性物质与集流体之间的粘附能力，可以有效的改善电池的循环寿命及循环过程中电池阻抗的变化。
[0009]—种导电涂层铝箔的制备方法，包括如下步骤:
(1)对铝箔进行清洗、高温退火处理；
(2)将经步骤(I)处理后的铝箔的一面经涂布机涂辊涂上一层厚度在I?2μπι的粘结剂涂层；
(3)继续通过另一个涂辊，在粘结剂涂层的表面再涂上一层厚度在I?4μπι的导电碳涂层；
(4)放入烘箱对其进行烘干，使导电碳涂层和粘结剂涂层发生固化交联反应；
(5)重复步骤(2)-(4)，在铝箔的另一面依次涂上粘结剂涂层和导电碳涂层，经烘箱固化后，即可得双面涂有碳涂层的导电涂层铝箔。
[0010]进一步方案，所述步骤(I)铝箔是先分别进行酸洗、碱洗、水洗，以除去箔材表面的杂质;沥干后再置于400?600°C温度下进行高温退火处理，使铝箔上形成均匀、致密的孔隙。从而使粘结剂涂层能够更均匀、更紧密的附着在铝箔上。
[0011]进一步方案，所述粘结剂涂层为固化反应型导电胶和固化交联剂组成，其中固化交联剂的含量为0.3-0.8wt%。
[0012]进一步方案，所述固化反应型导电胶包括环氧树脂导电胶、酚醛树脂导电胶和聚氨酯导电胶。
[0013]进一步方案，所述步骤(3)中导电碳涂层为颗粒状导电碳黑和片状导电石墨或颗粒状导电碳黑和石墨烯按质量比为2:1混合而成。
[0014]进一步方案，所述步骤(4)中的烘箱为UV光固化设备。
[0015]本发明通过温度达到140-200°C的烘箱或UV光固化设备使导电碳涂层和粘结剂涂层中固化反应型导电胶发生固化交联反应，保证导电碳涂层能够更均匀、更紧密的附着在铝箔上，制成导电涂层铝箔。
[0016]导电型胶粘剂简称导电胶，是一种既能有效地胶接各种材料，又具有导电性能的胶粘剂。按固化工艺特点，可将导电胶分为固化反应型、热熔型、高温烧结型、溶剂型和压敏型导电胶。
[0017]由于传统的导电碳涂层的制备方法是通过将水性浆料涂覆在电晕处理后的铝箔上，水性涂层浆料与铝箔之间的附着能力有限，且导电涂层在箔材上的分布不均匀，影响制成的电池的电性能和一致性。而本发明通过实现两种粘结剂之间的交联固化，显著提升了导电碳涂层在铝箔上的附着能力，同时通过对铝箔进行酸洗、碱洗及高温退火处理可以有效的保证在铝箔上形成均匀、致密的微孔，有利于浆料在铝箔上的分散和铺开。本发明制备的导电涂层铝箔的表面张力大、导电性能好，并可以有效的提升制成的成品电池的电性能及一致性。
[0018]
【具体实施方式】
[0019]实施例1:
一种导电涂层铝箔的制备方法，包括如下步骤:
(1)先分别进行酸洗、碱洗、水洗，以除去箔材表面的杂质;沥干后再置于400°C温度下进行高温退火处理，使铝箔上形成均匀、致密的孔隙；
(2)将经步骤(I)处理后的铝箔的一面经涂布机涂辊涂上一层厚度为Ιμπι的粘结剂涂层;所述粘结剂涂层为聚氨酯导电胶和固化交联剂过氧化苯甲酰组成，其中固化交联剂过氧化苯甲酰的含量为0.5wt% ；
(3)继续通过另一个涂辊，在粘结剂涂层的表面再涂上一层厚度在Ιμπι的导电碳涂层；导电碳涂层是由颗粒状导电碳黑和片状导电石墨按质量比为2:1混合而成；
(4)放入180°C的烘箱对其进行烘干，使导电碳涂层和粘结剂涂层发生固化交联反应；
(5)重复步骤(2)-(4)，在铝箔的另一面依次涂上粘结剂涂层和导电碳涂层，经烘箱固化后，即可得双面涂有碳涂层的导电涂层铝箔。
[0020]
实施例2:
一种导电涂层铝箔的制备方法，包括如下步骤:
(I)先分别进行酸洗、碱洗、水洗，以除去箔材表面的杂质;沥干后再置于600°C温度下进行高温退火处理，使铝箔上形成均匀、致密的孔隙；
(2)将经步骤(I)处理后的铝箔的一面经涂布机涂辊涂上一层厚度为2μπι的粘结剂涂层;所述粘结剂涂层为环氧树脂导电胶和固化交联剂过氧化氢二异丙苯组成，其中固化交联剂过氧化氢二异丙苯的含量为0.3wt%;
(3)继续通过另一个涂辊，在粘结剂涂层的表面再涂上一层厚度在4μπι的导电碳涂层；导电碳涂层是由颗粒状导电碳黑和石墨烯按质量比为2:1混合而成；
(4)放入UV光固化设备对其进行烘干，使导电碳涂层和粘结剂涂层发生固化交联反应；
(5)重复步骤(2)-(4)，在铝箔的另一面依次涂上粘结剂涂层和导电碳涂层，经UV光固化设备固化后，即可得双面涂有碳涂层的导电涂层铝箔。
[0021]
对比例:
选取在锂离子电池中广泛使用的常规铝箔先进行电晕处理，按照常规方法在铝箔表面涂覆一层导电涂层(颗粒状导电碳黑和片状导电石墨按质量比为2:1混合而成)，制得导电涂层铝箔。
[0022]将实施例1和对比例制备的导电涂层铝箔作为集流体制成电池进行相关测试，其检测方法均是本领域常规的检测标准。结果显示本发明制成的铝箔所制成的极片剥离强度较对比例提升8%，极片电阻率下降5%，且极片导电率的一致性明显提升。电池方面，本发明制成的导电铝箔制成的电池的内阻比常规的降低3%，电池的循环寿命提升10%，且在循环过程中电池的内阻增幅明显有所降低。
[0023]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种导电涂层铝箔的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)对铝箔进行清洗、高温退火处理； (2)将经步骤(I)处理后的铝箔的一面经涂布机涂辊涂上一层厚度在I?2μπι的粘结剂涂层； (3)继续通过另一个涂辊，在粘结剂涂层的表面再涂上一层厚度在I?4μπι的导电碳涂层； (4)放入烘箱对其进行烘干，使导电碳涂层和粘结剂涂层发生固化交联反应； (5)重复步骤(2)-(4)，在铝箔的另一面依次涂上粘结剂涂层和导电碳涂层，经烘箱固化后，即可得双面涂有碳涂层的导电涂层铝箔。2.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)铝箔是先分别进行酸洗、碱洗、水洗，以除去箔材表面的杂质；沥干后再置于400?600°C温度下进行高温退火处理，使铝箔上形成均匀、致密的孔隙。3.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于:所述粘结剂涂层为固化反应型导电胶和固化交联剂组成，其中固化交联剂的含量为0.3-0.8wt%。4.根据权利要求3中所述的制备方法，其特征在于:所述固化反应型导电胶包括环氧树脂导电胶、酚醛树脂导电胶和聚氨酯导电胶。5.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中导电碳涂层为颗粒状导电碳黑和片状导电石墨或颗粒状导电碳黑和石墨烯按质量比为2:1混合而成。6.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(4)中的烘箱为UV光固化设备。
【文档编号】H01M4/64GK105895922SQ201610317607
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】陈萍, 张江伟, 李瑜, 李慧
【申请人】合肥国轩高科动力能源有限公司