锂离子用抗腐蚀铝箔及加工方法技术

本发明专利技术涉及锂离子用抗腐蚀铝箔及加工方法，属于锂离子电池技术领域，所述抗腐蚀铝箔包括基体铝箔和抗腐蚀层，所述抗腐蚀层由所述基体铝箔在抗腐蚀浆液中浸涂后烧结制成；所述抗腐蚀浆液包括步骤制成：将氧化铝超分散于聚乙烯亚胺的水溶液中，然后加入缩合剂，并在氮气氛围下，活化1

【技术实现步骤摘要】
锂离子用抗腐蚀铝箔及加工方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体地，涉及锂离子用抗腐蚀铝箔及加工方法。

技术介绍

[0002]随着全球插电式混合动力汽车和纯电动汽车的风靡，锂离子电池的轻薄化和安全化研究也日益被重视。其中，作为锂离子电池支撑用的电极铝箔的厚度越薄越有利于锂离子电池的轻薄化。但是电极铝箔的厚度越薄，其支撑作用力会受到影响而降低，造成电极铝箔上涂敷的活性材料的在涂覆过程中易于发生变形、断裂等问题。这就需要在考虑电极铝箔薄化的同时，兼顾电极铝箔的机械强度，以提高其的支撑作用。现有技术中，通常采用合金化(其他金属元素或非金属元素的引入合金熔炼)而提高铝箔的机械强度。但是，因元素之间形成合金后,作为溶质元素(其他元素)的异类原子会引起作为溶剂元素(铝元素)的晶格点阵畸变,增加了电子的散射,使电阻率增大，合金组元间的相互作用引起有效电子数减少,也会使电阻率增大，即铝箔合金化的制备会造成铝箔导电率提高，降低了锂离子电池的安全性。此外，电池的工作环境为电解盐，电极铝箔难免发生腐蚀，进而也会造成电池的安全性降低，甚至造成电池无法正常工作。
[0003]因此，提供一种薄化、机械强度高、电阻率低、抗腐蚀的锂离子用铝箔是目前锂电池
急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供锂离子用抗腐蚀铝箔及加工方法，以解决
技术介绍
中提到问题。
[0005]本专利技术的一个目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]锂离子用抗腐蚀铝箔，包括基体铝箔和抗腐蚀层，所述基体铝箔厚度为5
‑
25微米，所述抗腐蚀层的厚度为5微米以下。
[0007]进一步低，所述基体铝箔包括以下重量份原料：0.7
‑
1.3％Fe、0.03
‑
0.09％Cu、0.03
‑
0.1％Si、Mg0.2
‑
0.9％、0.01
‑
0.1％B，余量为Al。
[0008]进一步地，所述抗腐蚀层由所述基体铝箔在抗腐蚀浆液中浸涂后烧结制成。
[0009]进一步地，所述抗腐蚀浆液包括以下步骤制成：
[0010]将氧化铝超分散于聚乙烯亚胺的水溶液中，超声分散15
‑
30min，然后加入缩合剂，并在氮气氛围、55
‑
75℃下，活化1
‑
1.5h，然后滴加氧化石墨烯的悬浮液，滴加完全后，继续反应6
‑
8h，降至室温，再加入还原剂，混合均匀后即得。
[0011]在上述反应中，首先利用超声分散使得氧化铝颗粒分散于聚乙烯亚胺中，然后再利用聚乙烯亚胺的氨基和氧化石墨烯的羧基在缩合剂作用下发生反应，使得聚乙烯亚胺接枝到氧化石墨烯中，进而加强得氧化铝颗粒以均匀状态和石墨烯颗粒复合，再加入还原剂，获得抗腐蚀浆液。
[0012]进一步地，所述氧化石墨烯的悬浮液由氧化石墨烯、水混合后超声制得。
[0013]进一步地，所述氧化铝、聚乙烯亚胺、缩合剂、氧化石墨烯、还原剂的用量比为0.3
‑
0.8g:1.2
‑
3.4g:1.2
‑
2.3g:10g:0.1
‑
0.26g。
[0014]进一步地，所述缩合剂为碳二亚胺盐酸盐(EDCI)、对二甲氨基吡啶(DMAP)按照质量比1.5
‑
2.5:1混合组成。
[0015]进一步地，所述还原剂为水合肼、硼酸、硼氢化钠、硼氢化钾中的一种或几种任意比的混合物。
[0016]进一步地，所述基体铝箔包括以下步骤制成：
[0017]步骤一、向预热后的Al中加入Fe、Cu、Si和Mg，加热至混合物为熔融液时，向炉内投入除杂剂，进行一次精炼2
‑
5h，清除熔融液上部的残渣，然后静置冷却至100
‑
150℃，再加热进行二次精炼，并进行二次除残渣，再加入B，搅拌混合均匀，浇铸得铸坯，其中，预热温度为100
‑
150℃，一次精炼温度为850
‑
950℃，二次精炼温度为850
‑
950℃，除杂剂为氯化钠、氯化钾和冰晶石按照质量比2
‑
4:2
‑
3:2
‑
3:1混合制成，除杂剂添加质量为Al、Fe、Cu、Si和Mg总质量的1
‑
3％；
[0018]步骤二、将铸坯进行高温均匀化处理，然后热轧、冷轧、退火、轧制获得基体铝箔，其中，高温均匀化处理温度为570
‑
630℃，处理时间6
‑
14小时；热轧温度为410
‑
450℃，热轧时总压下量为85％以上；冷轧时总压下量为75％以上；退火温度为290℃
‑
330℃，退火时间1
‑
5h；轧制时总的加工率在80％以上。
[0019]本专利技术的另一个目的可以通过以下技术方案实现：
[0020]锂离子用抗腐蚀铝箔的制备方法，包括以下步骤：
[0021]将基体铝箔表面处理干净，浸入抗腐蚀浆液中，并保持5
‑
15min，然后取出铝箔，经挤压、干燥、烧结，即得，其中，烧结温度为600
‑
650℃，烧结时间为10
‑
20min。
[0022]在上述反应当中，在烧结过程中，抗腐蚀浆液中的氧化石墨烯和氧化铝在还原剂的作用下还原成还原氧化石墨烯和铝，提高氧化石墨烯的导电性，同时还原生成的铝均匀分布在石墨烯层中，利用石墨烯和铝的导电性，进而获得了具有优异的导电性能的抗腐蚀层，即增加了基体铝箔的导电性，同时由于抗腐蚀层主要由石墨烯构成，石墨烯具有优异的化学稳定性，进而赋予了获得的抗腐蚀层具有优异的抗腐蚀性；且由抗腐蚀浆液引入的聚乙烯亚胺在烧结过程中已被烧完，不影响抗腐蚀铝箔的导电性能和抗腐蚀性。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]为解决
技术介绍
中提到的问题，本专利技术采用了向铝基体中引入Fe、Cu、Si、Mg和B，利用Fe、Cu、Mg可与Al形成弥散分布的强化相，提高了合金再结晶的温度，提高铝合金管基体的拉伸强度、屈服强度、硬度和韧性，同时Mg还可以与Si生成析出物，该析出物有助于基体铝箔的抗拉强度、耐冲击性、耐弯曲疲劳特性，而B元素的引入可以显著地改变了晶界状态，降低了元素在晶界上的扩散过程而强化晶界，降低晶格点阵畸变，减小因溶质元素(Fe、Cu、M、Si)引入造成铝有效电子数减少，电阻率的增加；
[0025]同时，为铝箔合金化而造成电阻率增加的缺陷，以及提高铝箔的抗腐蚀性，本专利技术通过将基体铝箔在抗腐蚀浆液中浸涂后烧结获得抗腐蚀层，所述抗腐蚀层不但具有优异的抗腐蚀性能，还具有优异的导电性能，以增加基体铝箔的导电性能；
[0026]综上所述，本专利技术获得的铝箔具有优异的机械强度、导电性和抗腐蚀性。
具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锂离子用抗腐蚀铝箔，其特征在于：包括基体铝箔和抗腐蚀层，所述抗腐蚀层由所述基体铝箔在抗腐蚀浆液中浸涂后烧结制成；所述抗腐蚀浆液包括步骤制成：将氧化铝超分散于聚乙烯亚胺的水溶液中，然后加入缩合剂，并在氮气氛围下，活化1
‑
1.5h，然后滴加氧化石墨烯的悬浮液，滴加完全后，继续反应6
‑
8h，降至室温，再加入还原剂，混合均匀后即得。2.根据权利要求1所述的锂离子用抗腐蚀铝箔，其特征在于：所述超声分散时间为15
‑
30min。3.根据权利要求1所述的锂离子用抗腐蚀铝箔，其特征在于：所述氧化石墨烯的悬浮液由氧化石墨烯、水混合后超声制得。4.根据权利要求1所述的锂离子用抗腐蚀铝箔，其特征在于：所述活化温度为55
‑
75℃。5.根据权利要求1所述的锂离子用抗腐蚀铝箔，其特征在于：所述氧化铝、聚乙烯亚胺、缩合剂、氧化石墨烯、还原剂的用量比为0.3
‑
0.8g:1.2
‑
3.4g:1.2
‑
2.3g:10g:0.1
‑
0.26g。6.根据权利要求1所述的锂离子用抗腐...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔广健，周腾，
申请(专利权)人：江苏中基新能源科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：