CN107317035A - 一种新型微孔涂碳铝箔的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型微孔涂碳铝箔的制备方法，包括以下步骤：（1）多孔铝箔的制备；（2）铝箔热处理；（3）微孔铝箔涂覆。本发明直接用微孔铝箔进行涂覆物涂覆，涂覆物填充在铝箔的通孔中，弥补了材料的因通孔造成的物理缺陷，同时涂覆物贯穿两面，以H型的结构使涂覆物紧密的粘附在铝箔表面，使涂覆物不易脱落，本次发明很好的解决了两者的缺点，并同时更好的发挥涂覆物的优点，提高电池的比能量，降低电池的内阻，提高循环性能。

Description

一种新型微孔涂碳铝箔的制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种新型微孔涂碳铝箔的制备方法。
背景技术
目前，各锂电池企业生产使用的材料微孔技术制备铝箔的物理性能差，大量微孔的聚集减少了材料的强度，物理性能差，造成铝箔表面的涂覆层易掉落、与铝箔的附和性差，使用过程中效果不明显。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种新型微孔涂碳铝箔的制备方法，改善材料加工制程能力，提升电池设计容量，提高电池能量密度。
本发明的具体技术方案如下：一种新型微孔涂碳铝箔的制备方法，包括以下步骤：
（1）多孔铝箔的制备
将铝箔利用机械加工的手段在其单表面开通孔，一个单位面积开一定数量的通孔；
（2）铝箔热处理
将步骤（1）处理后的铝箔放入真空热处理炉中随炉加热到240~300℃，保温2~4h，随炉冷却至40~80℃然后空冷至室温；
（3）微孔铝箔涂覆
a、配置SWCNT（单壁碳纳米管）与super-p（导电炭黑）混合的涂覆物A，备用；
b、配置MWCNT（多壁碳纳米管）的涂覆物B，备用；
c、将涂覆物A或B加入1000ml的去离子水中，混合均匀加入分散剂，将浆料过筛，将过筛后的浆料均匀的涂覆在步骤（2）所得的铝箔表面，涂覆厚度1~8µm，将涂覆铝箔烘干，既得到微孔涂碳铝箔。
本发明中，步骤（2）的热处理的目的是为了消除步骤（1）中机械加工的内部残余应力，提高材料的物理性能。
优选地，所述步骤（3）中，涂覆物A的组成为SWCNT 0.1%~1.0%wt.、super-p1.0%~10%wt.，其中SWCNT的比表面积为400~500 m²/g，管径为1.1~1.9nm，管长为＞5µm。
优选地，所述步骤（3）中，涂覆物B的组成为MWCNT 0.8%~10%wt.，其比表面积为230~350m²/g，管径为5~12nm，管长为10~20µm。
优选地，所述步骤（1）中随炉冷却至40~80℃然后空冷至室温。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：现有的技术手段铝箔仅采用微孔技术和铝箔表面涂覆均有缺点，前者随着微孔数量的聚集，材料本身的内部组织遭到破坏，使得材料的物理性能差，容易出现微孔有裂纹，裂口；而后者在铝箔表面涂覆一层涂覆物，且铝箔经过毛化处理，涂覆物以铝箔的粘附力很差，容易掉粉。
本发明结合两者的优点和缺点，直接用微孔铝箔进行涂覆物涂覆，涂覆物填充在铝箔的通孔中，弥补了材料的因通孔造成的物理缺陷，同时涂覆物贯穿两面，以H型的结构使涂覆物紧密的粘附在铝箔表面，使涂覆物不易脱落，本次发明很好的解决了两者的缺点，并同时更好的发挥涂覆物的优点，提高电池的比能量，降低电池的内阻，提高循环性能。
附图说明
图1为发明制备方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对发明进行详细说明。
实施例1
参照图1所示，本发明实施例1提供一种新型微孔涂碳铝箔的制备方法，包括以下步骤：
（1）、多孔铝箔的制备
将铝箔利用机械加工的手段在其单表面开通孔，一个单位面积开孔数量为4个通孔。
（2）、铝箔热处理
将（1）处理后的铝箔放入真空热处理炉中随炉加热到280℃，保温3h，随炉冷却至60℃然后空冷至室温。
（3）、微孔铝箔涂覆
按一定比例配置一种涂覆物为SWCNT（单壁碳纳米管）+super-p（导电炭黑），两者混合比例SWCNT(0.1%份)+ super-p (1.0%份)，其中SWCNT的比表面积为480 m²/g，管径为1.5nm，管长为7µm；将上述两种所得按比例配好的混合物加入1000ml的去离子水中，混合均匀加入分散剂，将浆料过筛，将过筛后的浆料均匀的涂覆在步骤（2）所得的铝箔表面，涂覆厚度4µm，将涂覆铝箔烘干，既得到微孔涂碳铝箔。
实施例2
参照图1所示，本发明实施例2提供一种新型微孔涂碳铝箔的制备方法，包括以下步骤：
（1）、多孔铝箔的制备
将铝箔利用机械加工的手段在其单表面开通孔，一个单位面积开孔数量为4个通孔。
（2）、铝箔热处理
将步骤（1）处理后的铝箔放入真空热处理炉中随炉加热到280℃，保温3h，随炉冷却至60℃然后空冷至室温。
（3）、微孔铝箔涂覆
按一定比例配置MWCNT(多壁碳纳米管)，配比为（1.1%份），它的比表面积为340m²/g，管径为10nm，管长为15µm，将其作为一种涂覆物备用；将上述所得按比例配好的混合物加入1000ml的去离子水中，混合均匀加入分散剂，将浆料过筛，将过筛后的浆料均匀的涂覆在步骤（2）所得的铝箔表面，涂覆厚度4µm，将涂覆铝箔烘干，既得到微孔涂碳铝箔。
比较例1：铝箔直接经机械加工所制微孔铝箔，单位面积开孔数量为4个通孔。
比较例2：按一定比例配置MWCNT(多壁碳纳米管)，配比为（1.1%份），它的比表面积为340m²/g，管径为10nm，管长为15µm，将其作为一种涂覆物备用；将上述所得按比例配好的混合物加入1000ml的去离子水中，混合均匀加入分散剂，将浆料过筛，将过筛后的浆料均匀的涂覆在（2）所得的铝箔表面，涂覆厚度4µm，将涂覆铝箔烘干，既得到微孔涂碳铝箔。
测试结果：以型号90E2K6-3.2V-20Ah为例，正极主材使用LFP，负极使用石墨；铝箔使用以上实施例1、实施例2、比较例1、比较例2，所得物理性能测试结果见表1，从表1可以看出，本发明实施例1、2获得的内阻小、克容量相对较高、抗拉强度有显著的提高，并且1C/500周循环容量保持率性能更优，说明本发明的方法切实可行，并且能够获得很好的物理性能。
表1 本发明实施例1-2与比较例的物理性能测试结果
。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型微孔涂碳铝箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）多孔铝箔的制备
将铝箔利用机械加工的手段在其单表面开通孔，一个单位面积开一定数量的通孔；
（2）铝箔热处理
将步骤（1）处理后的铝箔放入真空热处理炉中随炉加热到240~300℃，保温2~4h，随炉冷却至40~80℃然后空冷至室温；
（3）微孔铝箔涂覆
a、配置SWCNT与super-p混合的涂覆物A，备用；
b、配置MWCNT的涂覆物B，备用；
c、将涂覆物A或B加入1000ml的去离子水中，混合均匀加入分散剂，将浆料过筛，将过筛后的浆料均匀的涂覆在步骤（2）所得的铝箔表面，涂覆厚度1~8µm，将涂覆铝箔烘干，既得到微孔涂碳铝箔。
2.根据权利要求1所述的新型微孔涂碳铝箔的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，涂覆物A的组成为SWCNT 0.1%~1.0%wt.、super-p 1.0%~10%wt.，其中SWCNT的比表面积为400~500 m²/g，管径为1.1~1.9nm，管长为＞5µm。
3.根据权利要求1所述的新型微孔涂碳铝箔的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，涂覆物B的组成为MWCNT 0.8%~10%wt.，其比表面积为230~350m²/g，管径为5~12nm，管长为10~20µm。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的新型微孔涂碳铝箔的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中随炉冷却至60℃然后空冷至室温。
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