一种电池电极用开孔箔材的制备方法技术

本发明专利技术金属材料加工技术领域，具体为一种电池电极用开孔箔材的制备方法，该方法可以实现制备在三维方向上具有开孔结构的电池电极箔材的制备。该制备方法中采用增材制造的方式制备开孔电极箔材，增材制造的方式可以为激光选区熔化或电子束选区熔化，电极材料可以是纯铜也可以是纯铝。根据电池电极用铜箔和铝箔的对电极涂布区域开孔结构的需求，首先使用三维软件设计模型，并切片为增材制造设备可识别的二维模型；利用增材制造设备根据切片模型制备具有三维开孔结构的电极箔材，同时所制备的箔材可再次进行轧制和热压，对开孔尺寸、结构及性能进一步提升。性能进一步提升。

【技术实现步骤摘要】
一种电池电极用开孔箔材的制备方法

：
[0001]本专利技术金属材料加工
，具体为一种电池电极用开孔箔材的制备方法，该方法可以实现制备在三维方向上具有开孔结构的电池电极箔材的制备。

技术介绍
：
[0002]随着环境污染和能源消耗的加剧，新能源产业越来越受到全世界的关注，新能源汽车的产量也在逐渐的扩大，而动力电池作为新能源汽车的能量源的研发也是投入越来越大。为提高动力电池的倍率性能，近期开孔结构的电极箔材的使用和研究开始受到相关产业人员关注。
[0003]开孔结构的电极箔材可以影响电子电导率和电解液的浸润，而目前制备开孔电极箔材的方式主要是使用激光在垂直于箔材的表面制备贯穿整个箔材的孔洞。如专利CN 205429069U和CN 214280015U，无法实现孔洞在三维方向的可控制备，因此需要寻找一种可以进一步提升箔材开孔表面积且实现在三维方向可控制备的方法，提升动力电池的倍率性能，进而带动整个新能源的产业的发展。

技术实现思路
：
[0004]本专利技术的目的是提供一种电池电极用开孔箔材的制备方法，解决在电极箔材表面制备单纯直通孔，无法满足对动力电池电子导电和电解液浸润性能进一步提升的实际需求问题。
[0005]为了实现以上目的，本专利技术的技术方案：
[0006]一种电池电极用开孔箔材的制备方法，该制备方法采用增材制造的方式制备开孔电极箔材，增材制造的方式为激光选区熔化或电子束选区熔化，电极材料是纯铜或纯铝；电极箔材的孔洞是三维方向规则的孔洞，或者是不规则无序的孔洞排布；孔洞之间根据电极设计实现连通、不连通或半连通的结构。
[0007]所述的电池电极用开孔箔材的制备方法，开孔电极箔材的整体孔隙率可调，孔洞位置可调，实现在三维方向上多孔
‑
实体的排布方式。
[0008]所述的电池电极用开孔箔材的制备方法，使用三维软件设计电极实际模型，并切片为增材制造设备可识别的二维模型。
[0009]所述的电池电极用开孔箔材的制备方法，利用增材制造设备根据切片模型制备具有三维开孔结构的电极箔材。
[0010]所述的电池电极用开孔箔材的制备方法，增材制造的开孔箔材进行轧制和热压，对开孔尺寸、结构及性能进一步提升。
[0011]所述的电池电极用开孔箔材的制备方法，轧制的温度为300～850℃，轧制总变形量为10～80％，轧制后的开孔箔材总厚度为0.01～2mm。
[0012]所述的电池电极用开孔箔材的制备方法，轧制后的开孔箔材进行热压，热压温度为700～950℃，压力为80～140MPa，热压后的开孔箔材总厚度为0.01～2mm。
[0013]本专利技术的设计思想是：
[0014]本专利技术方法从新能源动力电池对电极箔材开孔三维结构的需求出发，通过增材制备的方式制备可控三维结构，同时制备箔材尺寸不满足需求时可以进通过轧制等方式进行二次加工，满足动力电池电子导电和电解液浸润性能进一步提升的实际需求。
[0015]本专利技术的优点及有益效果在于：
[0016]1、本专利技术是一种电池电极用开孔箔材的制备方法，可以解决新能源动力电池对电极箔材开孔三维结构的需求。
[0017]2、本专利技术是一种电池电极用开孔箔材的制备方法，可是三维开孔结构、孔隙率、位置的可控制备。
具体实施方式：
[0018]在具体实施过程中，本专利技术电池电极用开孔箔材的制备方法，采用增材制造的方式制备开孔电极箔材。其中，增材制造的方式可以为激光选区熔化或电子束选区熔化，电极材料可以是纯铜也可以是纯铝。根据电池电极用铜箔和铝箔的对电极涂布区域开孔结构的需求，首先使用三维软件设计模型，并切片为增材制造设备可识别的二维模型；利用增材制造设备根据切片模型制备具有三维开孔结构的电极箔材，同时所制备的箔材可再次进行轧制和热压，对开孔尺寸、结构及性能进一步提升。
[0019]下面，通过实施例对本专利技术进一步详细阐述。
[0020]实施例1
[0021]本实施例中，一种电池电极用开孔箔材的制备方法，具体过程及结果如下：
[0022]使用三维软件设计电极箔材实际开孔结构模型，切片为增材制造设备可识别的二维模型。利用激光选区熔化增材制造的方式熔化纯铜粉末(粒度为15～53μm)，制备该三维结构，孔洞是三维方向规则的孔洞，孔洞之间根据电极设计实现连通的结构。开孔电极箔材的整体孔隙率为50％，孔洞位置可调，实现在三维方向上多孔
‑
实体的排布方式。开孔箔材进行轧制和热压，对开孔尺寸、结构及性能进一步提升。轧制的温度为820℃，轧制总变形量为20％，轧制后的开孔箔材总厚度为0.05mm。轧制后的开孔箔材进行热压，热压温度为750℃，压力为100MPa，热压后的开孔箔材总厚度为0.05mm。
[0023]本实施例中，电池电极用开孔箔材的结构和性能指标如下：室温压缩强度大于30MPa，弹性变形大于5％。
[0024]实施例2
[0025]本实施例中，一种电池电极用开孔箔材的制备方法，具体过程及结果如下：
[0026]使用三维软件设计电极箔材实际开孔结构模型，切片为增材制造设备可识别的二维模型。利用激光选区熔化增材制造的方式熔化纯铜粉末(粒度为15～53μm)，制备该三维结构，孔洞是不规则无序的孔洞排布，孔洞之间根据电极设计实现不连通的结构。开孔电极箔材的整体孔隙率为70％，孔洞位置可调，实现在三维方向上多孔
‑
实体的排布方式。开孔箔材可再次进行轧制和热压，对开孔尺寸、结构及性能进一步提升。轧制的温度为780℃，轧制总变形量为30％，轧制后的开孔箔材总厚度为0.1mm。轧制后的开孔箔材进行热压，热压温度为650℃，压力为120MPa，热压后的开孔箔材总厚度为0.1mm。
[0027]本实施例中，电池电极用开孔箔材的结构和性能指标如下：室温压缩强度大于
20MPa，弹性变形大于5％。
[0028]以上所述，仅是本专利技术的较佳案例，并非对本专利技术的任何限制。凡是根据专利技术技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本专利技术技术方案的保护范围。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池电极用开孔箔材的制备方法，其特征在于，该制备方法采用增材制造的方式制备开孔电极箔材，增材制造的方式为激光选区熔化或电子束选区熔化，电极材料是纯铜或纯铝；电极箔材的孔洞是三维方向规则的孔洞，或者是不规则无序的孔洞排布；孔洞之间根据电极设计实现连通、不连通或半连通的结构。2.根据权利要求1所述的电池电极用开孔箔材的制备方法，其特征在于，开孔电极箔材的整体孔隙率可调，孔洞位置可调，实现在三维方向上多孔
‑
实体的排布方式。3.根据权利要求1所述的电池电极用开孔箔材的制备方法，其特征在于，使用三维软件设计电极实际模型，并切片为增材制造设备可识别的二维模型。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：任德春，杨锐，吉海宾，雷家峰，蔡雨升，姜沐池，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：