【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池集流体铝箔表面处理。具体涉及一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂、制备方法与应用
技术介绍
1、锂离子电池集流体是一种承载活性物质并将其电流汇集输出的导电材料。当前，电化学稳定性好且电阻率低的箔材是主要应用的集流体材料，其中铜箔适用于低电位的负极集流体，铝箔适用于正极集流体。
2、通常，金属裸材不能满足电池集流体的多尺度需求，例如表面氧化膜过厚或过薄均会对自身导电性和耐蚀性产生影响，因此需对箔材进行表面处理（刻蚀、涂层、转化膜等），其中，脱脂是表面处理中重要的前处理工序，脱脂程度将直接影响制件后续处理质量。以铝箔为例，其生产过程中需涂上一层轧制油来防止表面氧化和粘连，若脱脂不彻底则会导致后续涂层、镀层或转化膜不良，进而使铝箔导电性、耐蚀性和与电极粘结性下降，影响电池性能。当前，碱性脱脂剂被广泛用于铝材脱脂（cn 102912362 a、cn 105696005 a），具有脱脂效率高，渗透力强的优势，但碱性过强使腐蚀性较大，残留脱脂剂会对铝材表面造成损伤。另一方面，市面常见脱脂剂为液体，与固体相比，增加了包装、运输和使用成本，为此，国内外研究人员重点关注固体脱脂剂的设计开发。中国专利技术专利cn109609966 a公开了一种低成本铝板固体秒脱脂剂，具有铝板脱脂后表面均匀，不出现点状物，脱脂效率高的使用效果。
3、值得关注的是，脱脂过程是一个皂化、乳化、润湿和分散作用的综合过程，相互配合才能实现金属表面油污去除，显而易见，尽管固体脱脂剂具备低成本优势，但在配置脱脂工作液时，固体自身溶解和分散性
4、综上，为解决上述问题，设计具有耐硬水，易分散且具有一定耐蚀性的弱碱性固体脱脂剂是一种提高脱脂剂综合使役性能的有效策略。
技术实现思路
1、为有效改善脱脂剂综合性能，获得高质量脱脂表面，进而为后续处理提供充分条件，专利技术提供了一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂、制备方法与应用。
2、为实现上述内容，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术一方面提供了一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，脱脂剂组分按重量份数计包括：6~12份皂化碱源、10~30份缓冲碱源、2~6份阴离子表面活性剂、6~12份非离子表面活性剂、1~3份分散剂、1~5份螯合剂、3~6份二甲苯磺酸钠、2~4份聚氧乙烯(9)羧酸乙烯醚、0.2~0.8份二十二碳烯酸(顺-13)、0.3~0.8份辛基膦酸、0.1~0.3份杀菌剂。
4、在本专利技术中，所述皂化碱源为苛性碱，优选粒状固体氢氧化钠或固体氢氧化钾。
5、在本专利技术中，所述缓冲碱源为三乙醇胺、一乙醇胺、磷酸二氢铵、醋酸钠、柠檬酸三钠中的至少两种组成，其中当所添加的碱源为三乙醇胺和一乙醇胺或其一种时，应不超过总缓冲碱源添加量的20%。
6、在本专利技术中，所述阴离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠（npens），其中所选npens非离子链段中聚氧乙烯聚合度n（eo数）为4、10、15中的一种或两种，既npe4s、npe10s和npe15s中的一种或至少两种。
7、在本专利技术中，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧丙烯醚（分子中po数，既聚环氧丙烷数为20）、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物（rpe 1740）、椰油基二羟乙基氧化胺中的一种或至少两种。
8、在本专利技术中，所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚乙烯醇（1788型,醇解度: 87.0～89.0）、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或至少两种。
9、在本专利技术中，所述螯合剂为谷氨酸二乙酸四钠、葡萄糖酸钠、甲基甘氨酸二乙酸四钠中的一种或至少两种。
10、在本专利技术中，所述聚氧乙烯(9)羧酸乙烯醚为日本花王公司生产的，产品型号：akypo ro 90 vg。
11、在本专利技术中，所述杀菌剂为3,3'-亚甲基双(5-甲基恶唑啉)。
12、本专利技术第二方面提供了前述脱脂剂的制备方法，包括：将组分中固体物料添加到双螺旋挤出机主喂料料斗中，液体物料添加到侧喂料料斗，后混合均匀，并挤出，其中进料段温度设置为45~65℃，压缩段温度设置为55~75℃，蠕动段温度设置为60~80℃，模头段温度设置为60~80℃。
13、本专利技术第三方面提供了一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂应用，包括：首先配置脱脂工作液，其中脱脂剂：水（固液比）=20~25 kg：1000 l，后将待脱脂铝箔浸泡脱脂，脱脂时间为3~8 min，脱脂温度为45~55℃，必要时可施加超声波进行助洗，脱脂结束后在常温下使用高压水枪冲洗。
14、本专利技术至少包括以下有益效果：
15、1、本专利技术提供的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，一方面避免了铝箔表面碱性脱脂剂残留对基底的腐蚀，另一方面，固体脱脂剂与液体相比，降低了包装、运输和使用成本。
16、2、本专利技术关注固体脱脂剂工作液的稳定性、耐硬水性和耐蚀性，配方中聚氧乙烯(9)羧酸乙烯醚是一种长链醚羧酸，兼具非离子和阴离子表面活性剂特性，其既有非离子耐皂（脂肪酸盐）效果，又有羧酸盐低泡的特点，可显著分散脱脂后皂化物，提高工作液稳定性；二十二碳烯酸(顺-13)的添加可与水中过量硬水离子结合形成不溶性的小颗粒钙皂，从而适应不同硬度水的溶解稀释；少量铝缓蚀剂辛基膦酸的添加可避免下道工序衔接中铝表面发生腐蚀，且其具有水溶性特点，易清洗去除。
17、3、本专利技术综合脱脂过程中的皂化、乳化、润湿和分散作用，皂化碱源用于去除金属表面油污，缓冲碱源用于稳定脱脂工作液ph，从而使油脂被充分溶解进入工作液；阴离子表面活性剂npens乳化能力强，耐水性好，并可有效防止乳液颗粒聚集，提高分散性，配方中的非离子表面活性剂易溶于水且亲水能力强，且阴非表面活性剂的组合可进一步提高工作液在铝箔表面润湿性，充份发挥乳化作用。
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1.一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，脱脂剂组分按重量份数计包括：6~12份皂化碱源、10~30份缓冲碱源、2~6份阴离子表面活性剂、6~12份非离子表面活性剂、1~3份分散剂、1~5份螯合剂、3~6份二甲苯磺酸钠、2~4份聚氧乙烯(9)羧酸乙烯醚、0.2~0.8份二十二碳烯酸(顺-13)、0.3~0.8份辛基膦酸、0.1~0.3份杀菌剂。
2.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，所述皂化碱源为粒状固体氢氧化钠或固体氢氧化钾。
3.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，所述缓冲碱源为三乙醇胺、一乙醇胺、磷酸二氢铵、醋酸钠、柠檬酸三钠中的至少两种组成，其中当所添加的碱源为三乙醇胺和一乙醇胺或其一种时，应不超过总缓冲碱源添加量的20%。
4.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠NPEnS，其中所选NPEnS非离子链段中聚氧乙烯聚合度n为4、10、15中的一种或两种，既NPE4S、NPE10S和NPE15S中的一种或
5.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧丙烯醚、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、椰油基二羟乙基氧化胺中的一种或至少两种。
6.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或至少两种。
7.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，所述螯合剂为谷氨酸二乙酸四钠、葡萄糖酸钠、甲基甘氨酸二乙酸四钠中的一种或至少两种。
8.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，所述杀菌剂为3,3'-亚甲基双(5-甲基恶唑啉)。
9.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂的制备方法，其特征在于，包括：将组分中固体物料添加到双螺旋挤出机主喂料料斗中，液体物料添加到侧喂料料斗，后混合均匀，并挤出，其中进料段温度设置为45~65℃，压缩段温度设置为55~75℃，蠕动段温度设置为60~80℃，模头段温度设置为60~80℃。
10.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂的应用，其特征在于，包括：首先配置脱脂工作液，其中脱脂剂与水的固液比为20~25 kg：1000 L，后将待脱脂铝箔浸泡脱脂，脱脂时间为3~8 min，脱脂温度为45~55℃，必要时施加超声波进行助洗，脱脂结束后在常温下使用高压水枪冲洗。
...【技术特征摘要】
1.一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，脱脂剂组分按重量份数计包括：6~12份皂化碱源、10~30份缓冲碱源、2~6份阴离子表面活性剂、6~12份非离子表面活性剂、1~3份分散剂、1~5份螯合剂、3~6份二甲苯磺酸钠、2~4份聚氧乙烯(9)羧酸乙烯醚、0.2~0.8份二十二碳烯酸(顺-13)、0.3~0.8份辛基膦酸、0.1~0.3份杀菌剂。
2.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，所述皂化碱源为粒状固体氢氧化钠或固体氢氧化钾。
3.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，所述缓冲碱源为三乙醇胺、一乙醇胺、磷酸二氢铵、醋酸钠、柠檬酸三钠中的至少两种组成，其中当所添加的碱源为三乙醇胺和一乙醇胺或其一种时，应不超过总缓冲碱源添加量的20%。
4.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠npens，其中所选npens非离子链段中聚氧乙烯聚合度n为4、10、15中的一种或两种，既npe4s、npe10s和npe15s中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种集流体铝箔弱碱性固体脱脂剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧丙烯醚、环氧乙烷-...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国栋，占稳，林学辉，
申请(专利权)人：福建华夏蓝新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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