CN114628077A - 一种多孔水基涂层铝箔及其专用水基导电浆料 - Google Patents
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Abstract
一种多孔水基涂层铝箔及其专用水基导电浆料，包括水基导电粗浆的制备；导电粗浆均质细化；微孔铝箔的制备；多孔水基涂层铝箔的涂布制备。本发明的激光微孔能够使得正极片A/B面正极涂层导通，使得A/B面Li+能够通过微孔流通，避免电池在循环后期因为正极材料晶体结果坍塌导致Li+析出；同时，由于激光微孔的存在，A/B面正极涂层直接粘接，形成类似“骨架”结构，能够有效的加强正极涂层的附着力和机械强度，形成一层紧密附着在铝箔表面的致密的膜层，进一步降低膜区电阻率，避免电池极片在后续使用过程中出现掉粉、脱膜现象，降低安全风险。显著提升涂层与铝箔之间的粘结力；箔材的抗拉强度相对于机械打孔有显著提升。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池用涂层铝箔制造技术领域，尤其是涉及一种新型多孔水基涂层铝箔以及专用水基涂层浆料。
背景技术
随着锂离子电池在汽车行业的广泛应用，汽车混动化、纯电动化成为更多主机厂的选择，高功率的锂离子启停电芯需求不断上升，同时，各主机厂对功率性能要求也在不断上升，铝箔作为锂离子电池正极集流体，对高功率电池性能的影响尤为明显，因此，提高和改善铝箔性能非常重要。
当前主流的改善手段是在铝箔表面涂一层导电碳，相较于光箔，能够的提升浆料在箔材表面（实际是在导电碳层上附着）的附着力，并在一定程度上降低正极浆料活性物质与箔材之间的接触电阻，而导电碳涂层与铝箔之间粘附力以及接触电阻，是影响涂碳铝箔性能的重要因素，传统的涂层铝箔，其导电碳涂层在铝箔表面的附着力并不理想，附着力低，会导致避免电池后期循环使用过程中出现掉粉、脱膜现象，降低安全风险。传统的涂层铝箔自身的内阻也相对光箔较高，这会导致电池 并降低涂碳铝箔的电阻。
增加导电碳与铝箔的接触面积，进而降低涂碳铝箔自身电阻，从而达到提升涂碳铝箔物理化学性能的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过提高和改善铝箔物理化学性能来解决上述问题的、能够显著的加强正极涂层的附着力和机械强度、降低安全风险的多孔水基涂层铝箔。
本发明的目的还在于提供一种用于上述多孔水基涂层铝箔的专用水基导电浆料。
本发明的用于多孔水基涂层铝箔的水基导电浆料，用以下步骤制备：
1）导电粗浆的制备：导电浆料的质量配比:导电剂、粘结剂、表面活性剂、研磨剂、纯水为（1%-10%）：（10%-40%）：（0.1%-5%）：（0.1%-5%）：（40%-89.8%），配方中纯水为溶剂，用量可调，主要影响浆料固含量和粘度，其他物质比例为干料占浆料总重的百分比，配方中干料用量为固定值，纯水用量可根据实际工艺需求调整。将导电剂、粘结剂、表面活性剂、研磨剂、纯水按照上述配比加入搅拌机进行搅拌，搅拌时间2-8h，温度15℃-55℃，搅拌线速度14-23m/s，制成导电粗浆；
2）导电粗浆均质细化：将导电粗浆打入双螺杆挤压均质机中进行连续破碎研磨，研磨时间4-16h，温度≤65℃，将导电粗浆中导电粒团破碎研磨至D50粒径为0.1-2μm的小颗粒，完成水基导电浆料的制备。
本发明所述的双螺杆挤压均质机，能够对炭黑、石墨等这一类质地较软的导电剂进行研磨，其原理是利用转子在高速旋转下产生的高切线速度和高频机械效应,使物料在定、转子之间的狭窄间隙中受到强烈的机械剪切、离心挤压、撞击撕裂来实现粒子的细化分散，最终制得粒径0.1-2μm的小颗粒悬浮液。
本发明的水基导电浆料的最佳配比为导电剂、粘结剂、表面活性剂、研磨剂、纯水质量配比6.8-10%： 35-40%：1.5-3.5%：0.5-1%：44-55%。
本发明所述的步骤1）相应的工艺添加顺序为：先加入纯水投料总量的60%纯水，然后加入粘结剂，搅拌均匀，然后加入导电剂和表面活性剂，搅拌均匀；最后加入研磨剂和剩余的40%的纯水，搅拌均匀。
本发明所述的步骤1）相应的工艺添加顺序为：纯水→粘结剂→导电剂、表面活性剂→研磨剂→纯水；在粗浆的制备过程中引入研磨剂能够增加粒团间的相互碰撞和摩擦，加快导电粒团在后续的研磨过程中破碎，从而获得粒径分布更小、更集中的导电浆料。
本发明步骤1）所述的导电剂为Super P、气相生长碳纤维（简称为VGCF）、碳纳米管（简称为CNT）、石墨烯、天然石墨、人造石墨中的一种或者几种。
本发明步骤1）所述的粘结剂为丙烯酸酯、聚氨酯中的一种或者几种。
本发明步骤1）所述表面活性剂为邻苯二甲酸二丁酯、CMC、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或者几种。
本发明步骤1）所述的研磨剂为碳酸钙、氢氧化锆、氢氧化钙、硫酸钙、氧化锆、氧化钙、二氧化钛、氢氧化钛、硫酸钡中的一种或者几种。
本发明用水基导电浆料制备的多孔水基涂层铝箔，用以下步骤制备：
1）微孔铝箔的制备：采用激光等距离开孔技术，对铝箔基材进行打孔，制得的微孔铝箔，单位面积微孔数相同，孔径范围在1-15μm，且孔径公差≤1μm，孔间距范围在100-150μm；孔径与孔间距之间的比值λ满足：1/60≤λ≤1/10,激光打孔机的激光可以单次完成1-20cm2面积的铝箔打孔；由此制得的多孔箔孔径均一，不会出现机械打孔所导致的毛刺、金属碎屑和油污，从而实现打孔后免清洗。
2）涂层铝箔的涂布制备：使用凹版涂布机将所述的水基导电浆料涂在微孔铝箔正反两面，其中箔材厚度3-25μm，导电涂层厚度0.5-3μm，面密度0.3-4.6g/m2，在3-40m/min的铝箔走带速度下，铝箔经过烤箱干燥后收卷，即可制得成品多孔水基涂层铝箔。
本发明的多孔水基涂层铝箔，所述烤箱为分段式多段烤箱，分为预热段，过渡段，烘烤段，冷却段，各段走速设定值相同为3-40m/min，温度不同。分段式多段烤箱为：预热段温度45℃-85℃，过渡段温度45℃-100℃，烘烤段温度45℃-110℃，冷却段温度45℃-85℃。具体温度设定值根据实际走速来确定。
与现有技术相比，本发明制备的多孔水基涂层铝箔及专用水基导电浆料，相比传统的涂层浆料，本发明的专用水基导电浆料的配方中添加了研磨剂和表面活性剂；使用了双螺杆挤压均质机，能够将经过初步搅拌的较软的1-30μm大颗粒导电剂胶团均匀的分散至0.1-2μm的小颗粒，研磨剂在水基浆料的制备中起到辅助研磨作用，使得最终浆料粒径均匀的分散到0.1-2μm，能够更好的增大了导电颗粒的表面积；而表面活性剂的加入，能够增强导电浆料的浸润性能，使得导电浆料能够快速的浸润铝箔表面，均匀紧密的铺展在铝箔表面，经过烘烤后粘结在铝箔表面形成一层导电层，进而有效的降低浆料与铝箔的接触电阻，由于A/B面的导电涂层通过微孔形成的“骨架”相连，能够显著增强正极涂层的附着力，避免电池后期循环使用过程中出现掉粉、脱膜现象，降低安全风险；显著提升涂层与铝箔之间的粘结力。
本发明使用激光快速打孔的微孔铝箔生产方法，用激光开孔的方法所制作出来的铝箔，相对于传统机械开孔，孔边缘圆滑无缺口，箔材的抗拉强度相对于机械打孔有显著提升，所获得的微孔可以免清洗，不会产生毛刺和金属碎屑，避免了因为微孔加工，导致金属颗粒混入电池而导致微短路，降低安全风险；激光微孔能够使得正极片A/B面正极涂层导通，使得A/B面Li+能够通过微孔流通，能够缓解电池在循环后期因为正极材料晶体结果坍塌导致Li+析出，出现安全问题；同时，由于激光微孔的存在，A/B面正极涂层直接粘粘，形成类似“骨架”结构，进而形成紧密附着在铝箔表面的致密的膜层，进一步降低膜区电阻率，能够显著的加强正极涂层的附着力和机械强度，避免电池极片在后续使用过程中出现掉粉、脱膜现象，降低安全风险。
附图说明
图1是本发明中的铝箔激光微孔分布示意图；
图2是多孔水基涂层铝箔的横截面结构示意图；
图3是多孔水基涂层铝箔中导电涂层微观结构示意图；
图中：1、铝箔极耳留白区域，2、激光开孔区域，3、A面导电涂层，4、B面导电涂层，5、铝箔，6、激光微孔通道，7、导电涂层颗粒，8、铝箔截面，9、导电浆料在微孔中形成类似“骨架”结构 。
具体实施方式
现在结合附图对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，此附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构。所描述的实施例仅仅只是本发明的一部分实施例，并不是全部。基于本发明的实施例，本领域其他技术人员在没有创造性的劳动情形下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1中，1为铝箔基材的极耳留白区域，2为激光开孔区域。激光开孔区域2为涂布区域（仅仅涂布区域开微孔，两端留白区不需要且不能开微孔。）
图2中，3为铝箔基材上的A面导电涂层；4为铝箔基材上的B面导电涂层；5为铝箔基材；6为激光微孔通道。
图3中， 8为铝箔基材截面；7为导电涂层颗粒；9为导电浆料在微孔中形成类似“骨架”结构 。
实施例1
一种激光开孔的多孔水基涂层铝箔的制备方法，包括水基浆料的制备方法，包括以下步骤：
Step1.导电粗浆的制备：将导电剂、粘结剂、表面活性剂、研磨剂、纯水按质量份配比6.8份：35份：3.5份：0.5份：54.2份。其中导电剂为SuperP和CNT的复配浆料，其干粉配比为3:1，粘结剂为聚氨酯，表面活性剂为聚乙烯醇，研磨剂为二氧化钛。
相应的工艺添加顺序为：先加入纯水投料量的60%（即32.52份），然后加入粘结剂，搅拌均匀（时间2h，公转线速度0.2m/s，自转线速度18m/s），然后加入导电剂和表面活性剂，搅拌均匀（时间0.5h，公转线速度0.3m/s，自转线速度20m/s）；最后加入研磨剂和剩余的40%（即21.68份）的纯水，搅拌均匀（时间1.5h，公转线速度0.2m/s，自转线速度22m/s）。按上述的工艺及添加顺序加入行星式搅拌机进行搅拌，制成导电粗浆。
Step2.导电粗浆均质细化：将粗浆打入双螺杆挤压均质机中进行连续破碎研磨（时间1h，双螺杆转速5000转），将导电粒团破碎研磨至D50粒径为0.1-2μm的小颗粒，完成水基导电浆料的制备。
Step3.微孔铝箔的制备：采用激光等距离开孔技术，对铝箔基材进行打孔，制得的微孔铝箔，单位面积微孔数相同，孔径3μm，且孔径公差≤1μm，孔间距180μm。激光打孔机的激光通过振镜可以单次1s能完成1-20cm2面积的铝箔打孔，制得的多孔箔材免清洗。
Step4.涂层铝箔的制备：使用凹版涂布机将水基导电浆料涂在多孔铝箔正反两面，其中箔材厚度16μm，导电涂层厚度1μm，面密度1.3g/m2。在铝箔走带速度为25m/min时，铝箔经过烤箱干燥后收卷，即可制得成品多孔涂层铝箔，其中烤箱为分段式多段烤箱，温度有特殊要求，其中，预热段温度55℃，过渡段温度90℃，烘烤段温度90℃，冷却段温度65℃。
对激光打孔加工和机械打孔加工出来的涂层铝箔进行箔材抗拉强度测试，获得如下数据和结果。
抗拉强度测试方法：卷绕方向裁取5条15mm*100mm箔材长条，用拉力机以50mm/min的速率测试拉断力。
测试结果：如表1所示，本实施例激光打孔加工多孔铝箔的抗拉强度明显优于机械打孔加工的多孔铝箔（在相同箔材厚度、孔径范围、孔间距范围、导电涂层厚度、面密度的情况下）。
表1
对本实施例加工出来的涂层铝箔进行粘结力测试、剥离力测试和电阻率测试，并与市场上在售的2种涂层铝箔进行测试结果比对，获得如下数据和结果。
1、极片粘结力测试
粘结力测试方法：
用百格刀在样品涂层区，纵横垂直交叉切割11条平行切割线（所有切口应穿透涂层），观察涂膜脱落情况。
测试结果：如表2所示，本实施例的涂层铝箔明显优于普通涂层铝箔。
表2
2、剥离力测试：
剥离力测试方法：将一条胶带粘在不锈钢板上，不锈钢板固定在拉力试验机的一个夹具上，试验机的另一个不锈钢板夹住胶粘带自由端，与不锈钢板呈180°角，以规定速率拉开胶带。通过持续从不锈钢板上剥离胶带所需的力测量出剥离力。
测试结果：如表3所示，本实施例加工出来的涂层铝箔明显优于普通涂层铝箔。
表3
3、
4、极片电阻率测试：
沿纵向和横向各裁取3个15mm*400mm长条，在25℃下用内阻仪检测样品两端电阻，内阻仪夹具与铝箔两端应为线性接触，并垂直于样品长度方向。
测试结果：如表4所示，本实施例加工出来的涂层铝箔明显优于普通涂层铝箔。
表4
实施例2
一种激光开孔的新型多孔水基涂层铝箔的制备方法，包括水基浆料的制备方法，包括以下步骤：
Step1.导电粗浆的制备：将导电剂、粘结剂、表面活性剂、研磨剂、纯水配比8%：35.5%：2.5%：0.5%：53.5%。其中导电剂为SuperP，粘结剂为聚丙烯酸，表面活性剂为丁二醇，研磨剂为二氧化钛和碳酸钙复配，干粉比例为1:1。
相应的工艺添加顺序为：先加入投料总量60%纯水，然后加入粘结剂，搅拌均匀（时间2h，公转线速度0.2m/s，自转线速度18m/s），然后加入导电剂和表面活性剂，搅拌均匀（时间1h，公转线速度0.3m/s，自转线速度19m/s）；最后加入研磨剂和剩余的40%的纯水，搅拌均匀（时间1h，公转线速度0.2m/s，自转线速度20m/s）。按上述的工艺及添加顺序加入行星式搅拌机进行搅拌，制成导电粗浆。
Step2.导电粗浆均质细化：将粗浆打入双螺杆挤压均质机中进行连续破碎研磨（时间1h，双螺杆转速6000转/min），将导电粒团破碎研磨至D50粒径为0.1-2μm的小颗粒，完成水基导电浆料的制备。
Step3.微孔铝箔的制备：采用激光等距离开孔技术，对铝箔基材进行打孔，制得的微孔铝箔，单位面积微孔数相同，孔径3μm，且孔径公差≤1μm，孔间距140μm。激光打孔机的激光通过振镜可以单次1s能完成1-20cm2面积的铝箔打孔，制得的多孔箔材免清洗。
Step4.涂层铝箔的制备：使用凹版涂布机将水基导电浆料涂在多孔铝箔正反两面，其中箔材厚度16μm，导电涂层厚度1μm，面密度1.2g/m2。在铝箔走带速度为30m/min时，铝箔经过烤箱干燥后收卷，即可制得成品多孔涂层铝箔，其中烤箱为分段式多段烤箱，温度有特殊要求，其中，预热段温度65℃，过渡段温度90℃，烘烤段温度80℃，冷却段温度55℃。
对激光打孔加工和机械打孔加工出来的涂层铝箔进行箔材抗拉强度测试，获得如下数据和结果。
抗拉强度测试方法：卷绕方向裁取5条15mm*100mm箔材长条，用拉力机以50mm/min的速率测试拉断力。
测试结果：如表5所示，本实施例激光打孔加工多孔铝箔的抗拉强度明显优于机械打孔加工的多孔铝箔。（在相同箔材厚度、孔径范围、孔间距范围、导电涂层厚度、面密度的情况下）
表5
对本实施例加工出来的涂层铝箔进行粘结力测试、剥离力测试和电阻率测试，并与市场上在售的2种涂层铝箔进行测试结果比对，获得如下数据和结果。
1、极片粘结力测试
粘结力测试方法：
用百格刀在样品涂层区，纵横垂直交叉切割11条平行切割线（所有切口应穿透涂层），观察涂膜脱落情况。
测试结果：如表6所示，本实施例加工出来的涂层铝箔明显优于普通涂层铝箔。
表6
2、剥离力测试：
剥离力测试方法：将一条胶带粘在不锈钢板上，不锈钢板固定在拉力试验机的一个夹具上，试验机的另一个不锈钢板夹住胶粘带自由端，与不锈钢板呈180°角，以规定速率拉开胶带。通过持续从不锈钢板上剥离胶带所需的力测量出剥离力。
测试结果：如表7所示，本实施例加工出来的涂层铝箔明显优于普通涂层铝箔。
表7
3、极片电阻率测试：
沿纵向和横向各裁取3个15mm*400mm长条，在25℃下用内阻仪检测样品两端电阻，内阻仪夹具与铝箔两端应为线性接触，并垂直于样品长度方向。
测试结果：如表8所示，本实施例加工出来的涂层铝箔明显优于普通涂层铝箔。
表8
实施例3
一种激光开孔的多孔水基涂层铝箔的制备方法，包括水基浆料的制备方法，包括以下步骤：
Step1.导电粗浆的制备：将导电剂、粘结剂、表面活性剂、研磨剂、纯水配比7.9%：38%：1.5%：0.8%：51.8%。其中导电剂为SuperP和VGCF的复配浆料，其干粉配比为4:1，粘结剂为聚丙烯酸，表面活性剂为丁二醇，研磨剂为二氧化锆。
相应的工艺添加顺序为：先加入投料总量60%纯水，然后加入粘结剂，搅拌均匀（时间2h，公转线速度0.2m/s，自转线速度18m/s），然后加入导电剂和表面活性剂，搅拌均匀（时间0.5h，公转线速度0.3m/s，自转线速度20m/s）；最后加入研磨剂和剩余的40%的纯水，搅拌均匀（时间1h，公转线速度0.3m/s，自转线速度23m/s）。按上述的工艺及添加顺序加入行星式搅拌机进行搅拌，制成导电粗浆。
Step2.导电粗浆均质细化：将粗浆打入双螺杆挤压均质机中进行连续破碎研磨（时间1h，双螺杆转速5000转/min），将导电粒团破碎研磨至D50粒径为0.1-2μm的小颗粒，完成水基导电浆料的制备。
Step3.微孔铝箔的制备：采用激光等距离开孔技术，对铝箔基材进行打孔，制得的微孔铝箔，单位面积微孔数相同，孔径范围在2μm可调，且孔径公差≤1μm，孔间距范围在110μm。激光打孔机的激光通过振镜可以单次1s能完成1-20cm2面积的铝箔打孔，制得的多孔箔材免清洗。
Step4.涂层铝箔的制备：使用凹版涂布机将水基导电浆料涂在多孔铝箔正反两面，其中箔材厚度14μm，导电涂层厚度1μm，面密度0.8g/m2。在铝箔走带速度为28m/min时，铝箔经过烤箱干燥后收卷，即可制得成品多孔涂层铝箔，其中烤箱为分段式多段烤箱，温度有特殊要求，其中，预热段温度45℃，过渡段温度85℃，烘烤段温度95℃，冷却段温度65℃。
对激光打孔加工和机械打孔加工出来的涂层铝箔进行箔材抗拉强度测试，获得如下数据和结果。
抗拉强度测试方法：卷绕方向裁取5条15mm*100mm箔材长条，用拉力机以50mm/min的速率测试拉断力。
测试结果：如表9所示，本实施例激光打孔加工多孔铝箔的抗拉强度明显优于机械打孔加工的多孔铝箔。（在相同箔材厚度、孔径范围、孔间距范围、导电涂层厚度、面密度的情况下）
表9
对本实施例加工出来的涂层铝箔进行粘结力测试、剥离力测试和电阻率测试，并与市场上在售的2种涂层铝箔进行测试结果比对，获得如下数据和结果。
1、极片粘结力测试
粘结力测试方法：
用百格刀在样品涂层区，纵横垂直交叉切割11条平行切割线（所有切口应穿透涂层），观察涂膜脱落情况。
测试结果：如表10所示，本实施例加工出来的涂层铝箔明显优于普通涂层铝箔。
表10
2、剥离力测试：
剥离力测试方法：将一条胶带粘在不锈钢板上，不锈钢板固定在拉力试验机的一个夹具上，试验机的另一个不锈钢板夹住胶粘带自由端，与不锈钢板呈180°角，以规定速率拉开胶带。通过持续从不锈钢板上剥离胶带所需的力测量出剥离力。
测试结果：如表11所示，本实施例加工出来的涂层铝箔明显优于普通涂层铝箔。
表11
3、极片电阻率测试：
沿纵向和横向各裁取3个15mm*400mm长条，在25℃下用内阻仪检测样品两端电阻，内阻仪夹具与铝箔两端应为线性接触，并垂直于样品长度方向。
测试结果：如表12所示，本实施例加工出来的涂层铝箔明显优于普通涂层铝箔。
表12
实施例4
一种激光开孔的多孔水基涂层铝箔的制备方法，包括水基浆料的制备方法，包括以下步骤：
Step1.微孔铝箔的制备：采用激光等距离开孔技术，对铝箔基材进行打孔，制得的微孔铝箔，单位面积微孔数相同，孔径2.5μm，且孔径公差≤1μm，孔间距102μm。激光打孔机的激光通过振镜可以单次1s能完成1-20cm2面积的铝箔打孔，制得的多孔箔材免清洗。
Step2.导电粗浆的制备：将导电剂、粘结剂、表面活性剂、研磨剂、纯水配比10%：40%：2.5%：0.5%：47%。其中导电剂为SuperP、VGCF和人造石墨的复配浆料，其干粉配比为3:1:1，粘结剂为聚丙烯酸，表面活性剂为丁二醇和聚乙烯醇复配，比例为3:2，研磨剂为碳酸钙和二氧化钛，比例为1:1。
相应的工艺添加顺序为：先加入投料总量60%纯水，然后加入粘结剂，搅拌均匀（时间2h，公转线速度0.2m/s，自转线速度18m/s），然后加入导电剂和表面活性剂，搅拌均匀（时间1.5h，公转线速度0.3m/s，自转线速度20m/s）；最后加入研磨剂和剩余的40%的纯水，搅拌均匀（时间1h，公转线速度0.2m/s，自转线速度22m/s）。按上述的工艺及添加顺序加入行星式搅拌机进行搅拌，制成导电粗浆。
Step3.导电粗浆均质细化：将粗浆打入双螺杆挤压均质机中进行连续破碎研磨（时间1h，双螺杆转速6000转），将导电粒团破碎研磨至D50粒径为0.1-2μm的小颗粒，完成水基导电浆料的制备。
Step4.涂层铝箔的制备：使用凹版涂布机将水基导电浆料涂在多孔铝箔正反两面，其中箔材厚度15μm，导电涂层厚度1μm，面密度0.3-1.6g/m2。在铝箔走带速度为25m/min时，铝箔经过烤箱干燥后收卷，即可制得成品多孔涂层铝箔，其中烤箱为分段式多段烤箱，温度有特殊要求，其中，预热段温度55℃，过渡段温度90℃，烘烤段温度90℃，冷却段温度65℃。
实施例5
一种多孔水基涂层铝箔的制备方法，包括水基浆料的制备方法，包括以下步骤：
Step1.微孔铝箔的制备：采用激光等距离开孔技术，对铝箔基材进行打孔，制得的微孔铝箔，单位面积微孔数相同，孔径3.5μm，且孔径公差≤1μm，孔间距125μm。激光打孔机的激光通过振镜可以单次1s能完成1-20cm2面积的铝箔打孔，制得的多孔箔材免清洗。
Step2.导电粗浆的制备：将导电剂、粘结剂、表面活性剂、研磨剂、纯水配比12%：42%：1.5%：0.5%：44%。其中导电剂为SuperP、天然石墨和人造石墨的复配浆料，其干粉配比为 8:1:1，粘结剂为聚丙烯酸，表面活性剂为丁二醇，研磨剂为二氧化钛。
相应的工艺添加顺序为：先加入投料总量60%纯水，然后加入粘结剂，搅拌均匀（时间2h，公转线速度0.2m/s，自转线速度18m/s），然后加入导电剂和表面活性剂，搅拌均匀（时间2h，公转线速度0.3m/s，自转线速度20m/s）；最后加入研磨剂和剩余的40%的纯水，搅拌均匀（时间2h，公转线速度0.2m/s，自转线速度22m/s）。按上述的工艺及添加顺序加入行星式搅拌机进行搅拌，制成导电粗浆。
Step3.导电粗浆均质细化：将粗浆打入双螺杆挤压均质机中进行连续破碎研磨（时间1h，双螺杆转速6000转/min），将导电粒团破碎研磨至D50粒径为0.1-2μm的小颗粒，完成水基导电浆料的制备。
Step4.涂层铝箔的制备：使用凹版涂布机将水基导电浆料涂在多孔铝箔正反两面，其中箔材厚度15μm，导电涂层厚度1μm，面密度0.3-1.6g/m2。在铝箔走带速度为35m/min时，铝箔经过烤箱干燥后收卷，即可制得成品多孔涂层铝箔，其中烤箱为分段式多段烤箱，温度有特殊要求，其中，预热段温度65℃，过渡段温度90℃，烘烤段温度90℃，冷却段温度65℃。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于多孔水基涂层铝箔的水基导电浆料，用以下步骤制备：
1）导电粗浆的制备：导电浆料的质量配比：导电剂、粘结剂、表面活性剂、研磨剂、纯水为（1%-10%）:（10%-40%）:（0.1%-5%）:（0.1%-5%）：（40%-89.8%），将导电剂、粘结剂、表面活性剂、研磨剂、纯水按照上述配比加入搅拌机进行搅拌，搅拌时间2-8h，温度15℃-55℃，制成导电粗浆；
2）导电粗浆均质细化：将导电粗浆打入双螺杆挤压均质机中进行连续破碎研磨，研磨时间4-16h，温度≤65℃，将导电粗浆中导电粒团破碎研磨至D50粒径为0.1-2μm的小颗粒，完成水基导电浆料的制备。
2.根据权利要求1所述用于多孔水基涂层铝箔的水基导电浆料，其特征在于水基导电浆料的配比为导电剂、粘结剂、表面活性剂、研磨剂、纯水质量配比6.8-10%: 35-40%:1.5-3.5%:0.5-1%:44-55%。
3.根据权利要求1所述用于多孔水基涂层铝箔的水基导电浆料，其特征在于所述的步骤1）相应的工艺添加顺序为：先加入纯水投料总量60%的纯水，然后加入粘结剂，公转线速度0.2-0.3m/s，自转线速度18-20m/s，时间2-3h，搅拌均匀，然后加入导电剂和表面活性剂，公转线速度0.2-0.3m/s，自转线速度19-20m/s，时间0.5-2h，搅拌均匀；最后加入研磨剂和剩余的40%的纯水，公转线速度0.2-0.3m/s，自转线速度20-23m/s，时间1-2h，搅拌均匀。
4.根据权利要求1所述用于多孔水基涂层铝箔的水基导电浆料，其特征在于所述的步骤1）搅拌线速度14-23m/s。
5.根据权利要求1所述用于多孔水基涂层铝箔的水基导电浆料，其特征在于所述的步骤2）中，双螺杆挤压均质机的双螺杆转速5000-6000转/min。
6.根据权利要求1所述用于多孔水基涂层铝箔的水基导电浆料，其特征在于步骤1）所述的导电剂为Super P、气相生长碳纤维（VGCF）、碳纳米管（CNT）、石墨烯、天然石墨、人造石墨中的一种或者几种；
所述的粘结剂为丙烯酸酯、聚氨酯中的一种或者几种。
7.根据权利要求1所述用于多孔水基涂层铝箔的水基导电浆料，其特征在于步骤1）所述表面活性剂为邻苯二甲酸二丁酯、CMC、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或者几种。
8.根据权利要求1所述用于多孔水基涂层铝箔的水基导电浆料，其特征在于步骤1）所述的研磨剂为碳酸钙、氢氧化锆、氢氧化钙、硫酸钙、氧化锆、氧化钙、二氧化钛、氢氧化钛、硫酸钡中的一种或者几种。
9.一种用权利要求1的水基导电浆料制备的多孔水基涂层铝箔，其特征在于用以下步骤制备：
1）微孔铝箔的制备：采用激光等距离开孔技术，对铝箔基材进行打孔，制得的微孔铝箔，孔径范围在1-15μm，且孔径公差≤1μm，孔间距范围在100-150μm；孔径与孔间距之间的比值λ满足：1/60≤λ≤1/10,激光打孔机的激光通过振镜可以单次完成1-20cm2面积的铝箔打孔；
2）多孔水基涂层铝箔的涂布制备：使用凹版涂布机将所述的水基导电浆料涂在微孔铝箔正反两面，其中箔材厚度3-25μm，导电涂层厚度0.5-3μm，面密度0.3-4.6g/m2，在3-40m/min的铝箔走带速度下，铝箔经过烤箱干燥后收卷，即可制得成品多孔水基涂层铝箔。
10.根据权利要求8所述多孔水基涂层铝箔，其特征在于所述烤箱为分段式多段烤箱，分为预热段，过渡段，烘烤段，冷却段，各段走速设定值相同，为3-40m/min，所述分段式多段烤箱为：预热段温度45℃-85℃，过渡段温度45℃-100℃，烘烤段温度45℃-110℃，冷却段温度45℃-85℃。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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