CN113231278A - 一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涂碳箔制备技术领域,且公开了一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,包括如下步骤:S1:首先对铝箔依次进行超声波清洗池清洗、喷淋清洗、烘干,重复2~3次,使用的清洗液分别为水和有机溶剂,且铝箔先用水进行清洗,再用有机溶剂进行清洗,得到清洗后的铝箔;S2:将清洗后的铝箔放入真空热处理炉中进行高温退火处理,加热温度为250~350℃,加热时长2.5~3.5h,加热后冷却至常温,保存备用;本发明具有保障了铝箔外表面的清洁度、确保了铝箔与后续粘结剂的粘合度、提高了粘接剂的粘接强度、避免了导电碳涂层脱落的情况发生和提高了涂碳箔的使用性能的好处,适合被广泛推广和使用。

Description

一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法
技术领域
本发明涉及涂碳箔制备技术领域,更具体地说,尤其涉及一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法。
背景技术
涂碳箔是利用功能涂层对电池导电基材进行表面处理是一项突破性的技术创新,覆碳铝箔/铜箔就是将分散好的纳米导电石墨和碳包覆粒,均匀、细腻地涂覆在铝箔/铜箔上;它能提供极佳的静态导电性能,收集活性物质的微电流,从而可以大幅度降低正/负极材料和集流之间的接触电阻,并能提高两者之间的附着能力,可减少粘结剂的使用量,进而使电池的整体性能产生显著的提升。
目前,各个锂电池企业生产使用以及制备锂离子电池用涂碳箔的物理性能较差,且材料的强度也明显较低,从而造成铝箔表面的涂覆层易掉落以及与铝箔的附和性较差,同时使用过程中效果也不太明显;为此,我们提出一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法。
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术的缺陷,本发明提供一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,有效的解决了目前由于各个锂电池企业生产使用以及制备锂离子电池用涂碳箔的物理性能较差,且材料的强度也明显较低,从而造成铝箔表面的涂覆层易掉落以及与铝箔的附和性较差,同时使用过程中效果也不太明显的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,包括如下步骤
S1:首先对铝箔依次进行超声波清洗池清洗、喷淋清洗、烘干,重复2~3次,使用的清洗液分别为水和有机溶剂,且铝箔先用水进行清洗,再用有机溶剂进行清洗,得到清洗后的铝箔;
S2:将清洗后的铝箔放入真空热处理炉中进行高温退火处理,加热温度为250~350℃,加热时长2.5~3.5h,加热后冷却至常温,保存备用;
S3:在铝箔外表面依次涂上粘结剂涂层和导电碳涂层,制备得到已涂好的铝箔,在将粘结剂涂在铝箔表面的时候,首先将粘结剂均匀的喷涂在其表面,喷涂层的厚度在2-4μm之间,再将导电碳涂层喷涂在粘结剂涂层上,且导电涂层的厚度在2-4μm之间;
S4:将已涂好的铝箔放入烘干箱内部进行烘干,且在烘干过程在氮气环境下进行,而制得成品涂碳箔。
优选的,所述粘结剂涂层为导电胶材质制成,且所述导电胶组成成分包括但不限于丙烯酸、酚醛树脂、聚氨酯、醇酸树脂、聚酯和环氧树脂。
优选的,所述导电胶组分的制备包括以下按照重量份进行混合:丙烯酸15~20份、酚醛树脂15~20份、聚氨酯20~25份、醇酸树脂10~15份、聚酯10~15份和环氧树脂20~25份组成。
优选的,所述导电碳涂层组成成分包括但不限于石墨烯、石墨片、颗粒状导电碳黑和气相生长炭纤维。
优选的,所述导电碳涂层组分的制备包括以下按照重量份进行混合:石墨烯35~50份、石墨片15~25份、颗粒状导电炭黑25~35份和气相生长炭纤维15~20份。
优选的,所述烘干箱的烘干温度为150~200℃,且烘干时间为2~3h。
本发明的技术效果和优点:
本发明首先通过对铝箔进行充分的清洗,保障了铝箔外表面的清洁度,确保了铝箔与后续粘结剂的粘合度,再通过采用高温退火处理保障了铝箔的强度,接着通过由丙烯酸、酚醛树脂、聚氨酯、醇酸树脂、聚酯和环氧树脂组分混合而成的导电胶,再由导电剂构成的粘接剂进一步提高了粘接剂的粘接强度,避免了导电碳涂层脱落的情况发生,随后通过采用石墨烯、石墨片、颗粒状导电碳黑和气相生长炭纤维构成的导电碳涂层有效的提高了涂碳箔的使用性能,解决了目前由于各个锂电池企业生产使用以及制备锂离子电池用涂碳箔的物理性能较差,且材料的强度也明显较低,从而造成铝箔表面的涂覆层易掉落以及与铝箔的附和性较差,同时使用过程中效果也不太明显的问题,该方法简单易性,生产成本也较低,适合大规模采用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,包括如下步骤:
S1:首先对铝箔依次进行超声波清洗池清洗、喷淋清洗、烘干,重复2次,使用的清洗液分别为水和有机溶剂,且铝箔先用水进行清洗,再用有机溶剂进行清洗,得到清洗后的铝箔;
S2:将清洗后的铝箔放入真空热处理炉中进行高温退火处理,加热温度为300℃,加热时长3h,加热后冷却至常温,保存备用;
S3:在铝箔外表面依次涂上粘结剂涂层和导电碳涂层,制备得到已涂好的铝箔,在将粘结剂涂在铝箔表面的时候,首先将粘结剂均匀的喷涂在其表面,喷涂层的厚度在2-4μm之间,再将导电碳涂层喷涂在粘结剂涂层上,且导电涂层的厚度在2-4μm之间;
S4:将已涂好的铝箔放入烘干箱内部进行烘干,且在烘干过程在氮气环境下进行,而制得成品涂碳箔。
进一步的,所述粘结剂涂层为导电胶材质制成,且所述导电胶组成成分包括但不限于丙烯酸、酚醛树脂、聚氨酯、醇酸树脂、聚酯和环氧树脂。
进一步的,所述导电胶组分的制备包括以下按照重量份进行混合:丙烯酸20份、酚醛树脂20份、聚氨酯25份、醇酸树脂15份、聚酯15份和环氧树脂25份组成。
进一步的,所述导电碳涂层组成成分包括但不限于石墨烯、石墨片、颗粒状导电碳黑和气相生长炭纤维。
进一步的,所述导电碳涂层组分的制备包括以下按照重量份进行混合:石墨烯50份、石墨片25份、颗粒状导电炭黑35份和气相生长炭纤维20份。
进一步的,所述烘干箱的烘干温度为200℃,且烘干时间为3h。
实施例二
一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,包括如下步骤:
S1:首先对铝箔依次进行超声波清洗池清洗、喷淋清洗、烘干,重复3次,使用的清洗液分别为水和有机溶剂,且铝箔先用水进行清洗,再用有机溶剂进行清洗,得到清洗后的铝箔;
S2:将清洗后的铝箔放入真空热处理炉中进行高温退火处理,加热温度为250℃,加热时长3h,加热后冷却至常温,保存备用;
S3:在铝箔外表面依次涂上粘结剂涂层和导电碳涂层,制备得到已涂好的铝箔,在将粘结剂涂在铝箔表面的时候,首先将粘结剂均匀的喷涂在其表面,喷涂层的厚度在2-4μm之间,再将导电碳涂层喷涂在粘结剂涂层上,且导电涂层的厚度在2-4μm之间;
S4:将已涂好的铝箔放入烘干箱内部进行烘干,且在烘干过程在氮气环境下进行,而制得成品涂碳箔。
进一步的,所述粘结剂涂层为导电胶材质制成,且所述导电胶组成成分包括但不限于丙烯酸、酚醛树脂、聚氨酯、醇酸树脂、聚酯和环氧树脂。
进一步的,所述导电胶组分的制备包括以下按照重量份进行混合:丙烯酸15份、酚醛树脂15份、聚氨酯20份、醇酸树脂10份、聚酯10份和环氧树脂20份组成。
进一步的,所述导电碳涂层组成成分包括但不限于石墨烯、石墨片、颗粒状导电碳黑和气相生长炭纤维。
进一步的,所述导电碳涂层组分的制备包括以下按照重量份进行混合:石墨烯35份、石墨片15份、颗粒状导电炭黑25份和气相生长炭纤维15份。
进一步的,所述烘干箱的烘干温度为150℃,且烘干时间为2h。
实施例三
一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,包括如下步骤:
S1:首先对铝箔依次进行超声波清洗池清洗、喷淋清洗、烘干,重复2次,使用的清洗液分别为水和有机溶剂,且铝箔先用水进行清洗,再用有机溶剂进行清洗,得到清洗后的铝箔;
S2:将清洗后的铝箔放入真空热处理炉中进行高温退火处理,加热温度为350℃,加热时长3.5h,加热后冷却至常温,保存备用;
S3:在铝箔外表面依次涂上粘结剂涂层和导电碳涂层,制备得到已涂好的铝箔,在将粘结剂涂在铝箔表面的时候,首先将粘结剂均匀的喷涂在其表面,喷涂层的厚度在2-4μm之间,再将导电碳涂层喷涂在粘结剂涂层上,且导电涂层的厚度在2-4μm之间;
S4:将已涂好的铝箔放入烘干箱内部进行烘干,且在烘干过程在氮气环境下进行,而制得成品涂碳箔。
进一步的,所述粘结剂涂层为导电胶材质制成,且所述导电胶组成成分包括但不限于丙烯酸、酚醛树脂、聚氨酯、醇酸树脂、聚酯和环氧树脂。
进一步的,所述导电胶组分的制备包括以下按照重量份进行混合:丙烯酸20份、酚醛树脂20份、聚氨酯25份、醇酸树脂10份、聚酯10份和环氧树脂20份组成。
进一步的,所述导电碳涂层组成成分包括但不限于石墨烯、石墨片、颗粒状导电碳黑和气相生长炭纤维。
进一步的,所述导电碳涂层组分的制备包括以下按照重量份进行混合:石墨烯50份、石墨片25份、颗粒状导电炭黑30份和气相生长炭纤维15份。
进一步的,所述烘干箱的烘干温度为200℃,且烘干时间为3h。
经实验记录并比较实施例一、实施例二和实施例三的产品效果,得出实施例一的产品效果最佳。
综上所述:本发明提供的一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,首先通过对铝箔进行充分的清洗,保障了铝箔外表面的清洁度,确保了铝箔与后续粘结剂的粘合度,再通过采用高温退火处理保障了铝箔的强度,接着通过由丙烯酸、酚醛树脂、聚氨酯、醇酸树脂、聚酯和环氧树脂组分混合而成的导电胶,再由导电剂构成的粘接剂进一步提高了粘接剂的粘接强度,避免了导电碳涂层脱落的情况发生,随后通过采用石墨烯、石墨片、颗粒状导电碳黑和气相生长炭纤维构成的导电碳涂层有效的提高了涂碳箔的使用性能。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1:首先对铝箔依次进行超声波清洗池清洗、喷淋清洗、烘干,重复2~3次,使用的清洗液分别为水和有机溶剂,且铝箔先用水进行清洗,再用有机溶剂进行清洗,得到清洗后的铝箔;
S2:将清洗后的铝箔放入真空热处理炉中进行高温退火处理,加热温度为250~350℃,加热时长2.5~3.5h,加热后冷却至常温,保存备用;
S3:在铝箔外表面依次涂上粘结剂涂层和导电碳涂层,制备得到已涂好的铝箔,在将粘结剂涂在铝箔表面的时候,首先将粘结剂均匀的喷涂在其表面,喷涂层的厚度在2-4μm之间,再将导电碳涂层喷涂在粘结剂涂层上,且导电涂层的厚度在2-4μm之间;
S4:将已涂好的铝箔放入烘干箱内部进行烘干,且在烘干过程在氮气环境下进行,而制得成品涂碳箔。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,其特征在于:所述粘结剂涂层为导电胶材质制成,且所述导电胶组成成分包括但不限于丙烯酸、酚醛树脂、聚氨酯、醇酸树脂、聚酯和环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,其特征在于:所述导电胶组分的制备包括以下按照重量份进行混合:丙烯酸15~20份、酚醛树脂15~20份、聚氨酯20~25份、醇酸树脂10~15份、聚酯10~15份和环氧树脂20~25份组成。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,其特征在于:所述导电碳涂层组成成分包括但不限于石墨烯、石墨片、颗粒状导电碳黑和气相生长炭纤维。
5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,其特征在于:所述导电碳涂层组分的制备包括以下按照重量份进行混合:石墨烯35~50份、石墨片15~25份、颗粒状导电炭黑25~35份和气相生长炭纤维15~20份。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用涂碳箔的制备方法,其特征在于:所述烘干箱的烘干温度为150~200℃,且烘干时间为2~3h。
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