CN114665100A

CN114665100A - 一种电池用铝箔及其制备方法

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Publication number: CN114665100A
Application number: CN202210172426.XA
Authority: CN
Inventors: 吴记彪; 张珂; 肖礼军
Original assignee: Shanghai Lanjun New Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Lanjun New Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2022-02-24
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2022-06-24

Abstract

本发明涉及一种电池用铝箔及其制备方法，该铝箔包括位于中间部分的涂料区以及位于所述涂料区两侧的极耳区，所述涂料区的厚度小于所述极耳区的厚度。本发明铝箔可通过对厚度均一的铝箔进行辊压、激光减薄、离子减薄或化学处理得到。本发明通过减小涂料区铝箔厚度，增加涂布正极材料的厚度，增加电池的能量密度，同时保证两侧极耳区的厚度，即保证极片的整体抗拉强度，避免后续辊压时极片发生断带。与现有技术相比，本发明铝箔的涂料区的厚度小于极耳区的厚度，正极极片厚度一定时，本发明铝箔可以涂更多的正极材料，增加涂布的正极材料厚度，从而达到增加电池能量密度的目的，同时极耳区的铝箔厚度能保证辊压时极片不断带。

Description

一种电池用铝箔及其制备方法

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种电池用铝箔及其制备方法。

背景技术

锂离子电池能量密度大，平均输出电压高，使用没有记忆效应，工作温度范围广，循环性能优越，使用寿命长，被广泛用于电子设备及新能源汽车领域。增加锂离子电池能量密度一直是不断追求的目标，从正极极片方面看，当极片厚度一定时，增加正极材料厚度，减小铝箔厚度，即可增加电池的能量密度。现有电池用铝箔厚度均一，整体减小铝箔厚度会使铝箔的抗拉强度降低，这会导致极片经过辊压工序的pinch结构时发生断裂。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种电池用铝箔及其制备方法，以克服现有技术中铝箔厚度均一，整体减小铝箔厚度会使铝箔的抗拉强度降低，导致辊压时极片易断裂的缺陷。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的技术方案之一提供了一种电池用铝箔，该铝箔包括位于中间部分的涂料区以及位于所述涂料区两侧的极耳区，所述涂料区的厚度小于所述极耳区的厚度。

进一步的，所述涂料区的厚度为5-10μm，所述极耳区的厚度为10-20μm。

本发明的技术方案之二提供了上述铝箔的制备方法，取原材料铝箔，经加工处理得到中间薄、两边厚的铝箔，即得到目的产物。

进一步的，加工处理的方法包括物理处理方法或化学处理方法。

更进一步的，物理处理方法为辊压、激光减薄或离子减薄。

更进一步的，辊压过程中，所使用的轧辊的中间部分的直径大于轧辊的两侧部分的直径。

更进一步的，辊压过程中，轧制速度为100～600m/min，辊间压力为0～200T，且辊间压力不为0，轧制油温为20～80℃。

更进一步的，辊压过程中，为使原材料铝箔展平，对原材料铝箔施加的张力为1～300N/m。

更进一步的，激光减薄过程中，使用激光对原材料铝箔的中间部位进行扫描，直到减薄至设定厚度。

更进一步的，激光的扫描速率为0～60m/s，且激光扫描速率不为0。

更进一步的，激光的功率为0～500W，且激光功率不为0。

更进一步的，激光减薄是利用激光器发出的脉冲激光束聚焦成直径很小的光斑，并调节到适当的能量密度，原材料铝箔放置在放卷机和收卷机之间，放卷机和收卷机之间有若干辊支撑原材料铝箔，当原材料铝箔走带时，激光对原材料铝箔的中间部分进行高速扫描减薄，从而达到减薄铝箔的目的，激光减薄铝箔一面后，再对另一面进行减薄。主要通过控制激光器的功率来控制铝箔中间部分的厚度。

更进一步的，使用离子减薄仪对原材料铝箔的中间部位进行减薄，直至达到设定厚度。

更进一步的，离子减薄仪的工作电压控制在0～6KeV，且工作电压不为0。

更进一步的，离子减薄是指在电场作用下，电离后的氩离子对原材料铝箔中间部分的表面进行轰击，在氩离子的持续轰击下，原材料铝箔中间部分慢慢减薄，一直到满足铝箔厚度要求，离子减薄铝箔一面后，再对另一面进行离子减薄。主要通过控制离子减薄仪的工作电压来控制铝箔中间部位的厚度。

更进一步的，化学处理方法为使用化学溶液腐蚀，具体步骤为：

取酸性溶液或碱性溶液涂抹至原材料铝箔的中间部分，经过一段时间，将所述酸性溶液或碱性溶液冲洗掉，经洗涤后得到中间薄、两边厚的铝箔。

更进一步的，所述酸性溶液为硫酸溶液、盐酸或氢氟酸。

更进一步的，所述碱性溶液为NaOH溶液。

更进一步的，所述酸性溶液或碱性溶液的浓度在0～100wt％范围内。

更进一步的，用纯水洗涤铝箔。

更进一步的，铝箔中间部分经过酸性溶液或碱性溶液腐蚀，厚度变薄。使用化学溶液处理铝箔一面后，再对另一面进行处理。

进一步的，原材料铝箔的厚度为10-20μm。

本发明通过减小涂料区铝箔厚度，增加涂布正极材料的厚度，增加电池的能量密度，同时保证两侧极耳区的厚度，避免后续辊压时极片发生断带。本发明将铝箔制造为中间部分(涂料区)较薄，两边(极耳区)较厚(横向)，使用本发明铝箔进行涂布，相对于现有技术中厚度均一的铝箔可以涂更多的正极材料，即增加了电池的能量密度，同时极耳区的铝箔厚度能保证辊压不断带。

本发明提供的铝箔可增加电池的能量密度，同时保证辊压时极片不断带。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明铝箔的涂料区的厚度小于极耳区的厚度，相对于现有技术中厚度均一的铝箔，厚度一定时，可以涂更多的正极材料，增加涂布的正极材料厚度，从而达到增加电池能量密度的目的，同时极耳区的铝箔厚度能保证辊压时极片不断带。

附图说明

图1为本发明实施例1所制备的铝箔横向截面图；

图2为本发明实施例2所制备的铝箔横向截面图；

图3为本发明实施例1铝箔制备以及极片制备的示意图；

图4为本发明对比例1铝箔制备以及极片制备的示意图。

图中标记说明：

1-涂料区、2-极耳区、3-原料铝箔、4-正极材料。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

以下各实施例中，如无特别说明的原料或处理技术，则表明所采用的均为本领域的常规市售原料产品或常规处理技术。

实施例1：

本实施例提供了一种电池用铝箔，如图1所示，该铝箔包括位于中间部分的涂料区1以及位于涂料区1两侧的极耳区2，涂料区1的厚度小于极耳区2的厚度。

本实施例采用辊轧的方法制备该电池用铝箔，所使用的轧辊的中间部分的直径大于轧辊的两侧部分的直径，轧辊中间部分的辊径为261mm，轧辊两侧部分的辊径为260mm，两侧部分和中间部分的过渡区垂直于辊面。辊压过程中，轧制速度为200m/min，辊间压力为100T，轧制油温为50℃，张力为150N/m。如图3所示，取13μm厚的原料铝箔3，经过辊压减薄后，中间部分减薄5μm，厚度变为8μm，然后经过涂布辊压工序得到总厚度为170μm的极片，即正极材料4的厚度为170-8＝162μm。

实施例2：

本实施例提供了一种电池用铝箔，如图2所示，该铝箔包括位于中间部分的涂料区1以及位于涂料区1两侧的极耳区2，涂料区1与极耳区2的过渡区呈弧形，涂料区1的厚度小于极耳区2的厚度。

本实施例采用辊轧的方法制备该电池用铝箔，所使用的轧辊的中间部分的直径大于轧辊的两侧部分的直径，轧辊中间部分的辊径为261mm，轧辊两侧部分的辊径为260mm，中间部分和两侧部分的过渡区有一定弧度。辊压过程中，轧制速度为200m/min，辊间压力为100T，轧制油温为50℃，张力为150N/m。取13μm厚的原料铝箔3，经过辊压减薄后，中间部分减薄5μm，厚度变为8μm，然后经过涂布辊压工序得到总厚度为170μm的极片，即正极材料4的厚度为170-8＝162μm。

实施例3：

与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例采用激光减薄的方法制备与实施例1相同尺寸的电池用铝箔。使用激光对原料铝箔3的中间部位进行扫描，激光的功率为500W，激光的扫描速率为60m/s，制备得到涂料区厚度为8μm、极耳区厚度为13μm的电池用铝箔。

实施例4：

与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例采用激光减薄的方法制备与实施例1相同尺寸的电池用铝箔。使用激光对原料铝箔3的中间部位进行扫描，激光的功率为250W，激光的扫描速率为30m/s制备得到涂料区厚度为8μm、极耳区厚度为13μm的电池用铝箔。

实施例5：

与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例采用离子减薄的方法制备与实施例1相同尺寸的电池用铝箔。使用离子减薄仪对原材料铝箔3的中间部位进行减薄，离子减薄仪的工作电压控制在6KeV，制备得到涂料区厚度为8μm、极耳区厚度为13μm的电池用铝箔。

实施例6：

与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例采用离子减薄的方法制备与实施例1相同尺寸的电池用铝箔。使用离子减薄仪对原材料铝箔3的中间部位进行减薄，离子减薄仪的工作电压控制在3KeV，制备得到涂料区厚度为8μm、极耳区厚度为13μm的电池用铝箔。

实施例7：

与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例采用盐酸腐蚀的方法制备与实施例1相同尺寸的电池用铝箔。将浓度为37wt％的盐酸涂抹至原料铝箔3的中间部分，一段时间后使用纯水洗涤，制备得到涂料区厚度为8μm、极耳区厚度为13μm的电池用铝箔。

实施例8：

与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将原料铝箔3的厚度改为10μm。

实施例9：

与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将原料铝箔3的厚度改为20μm。

实施例10：

与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将“轧制速度为200m/min，辊间压力为100T，轧制油温为50℃”改为“轧制速度为100m/min，辊间压力为200T，轧制油温为20℃”。

实施例11：

与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将“轧制速度为200m/min，辊间压力为100T，轧制油温为50℃”改为“轧制速度为600m/min，辊间压力为100T，轧制油温为80℃”。

对比例1：

与实施例1相比，绝大部分都相同，除了不对原料铝箔3进行辊压，如图4所示，经过涂布辊压工序得到总厚度为170μm的极片，即正极材料4的厚度为170-13＝157μm。

与实施例1相比，极片厚度不变，都为170μm，但是使用中间部分减薄的铝箔制备极片，所得极片上的正极材料厚度增加，即增加了电池的能量密度，增加幅度为(162-157)/157＝3.18％。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电池用铝箔，其特征在于，包括位于中间部分的涂料区以及位于所述涂料区两侧的极耳区，所述涂料区的厚度小于所述极耳区的厚度。

2.根据权利要求1所述的一种电池用铝箔，其特征在于，所述涂料区的厚度为5-10μm，所述极耳区的厚度为10-20μm。

3.如权利要求1或2所述的一种电池用铝箔的制备方法，其特征在于，取原材料铝箔，经加工处理得到中间薄、两边厚的铝箔，即得到目的产物。

4.根据权利要求3所述的一种电池用铝箔的制备方法，其特征在于，加工处理的方法包括物理处理方法或化学处理方法。

5.根据权利要求4所述的一种电池用铝箔的制备方法，其特征在于，所述物理处理方法为辊压、激光减薄或离子减薄。

6.根据权利要求5所述的一种电池用铝箔的制备方法，其特征在于，辊压过程中，所使用的轧辊的中间部分的直径大于轧辊的两侧部分的直径；

辊压过程中，轧制速度为100～600m/min，辊间压力为0～200T，且辊间压力不为0，轧制油温为20～80℃。

7.根据权利要求5所述的一种电池用铝箔的制备方法，其特征在于，激光减薄过程中，使用激光对原材料铝箔的中间部位进行扫描，直到减薄至设定厚度；

激光的扫描速率为0～60m/s，且激光扫描速率不为0；

激光的功率为0～500W，且激光功率不为0。

8.根据权利要求5所述的一种电池用铝箔的制备方法，其特征在于，使用离子减薄仪对原材料铝箔的中间部位进行减薄，直至达到设定厚度；

离子减薄仪的工作电压控制在0～6KeV，且工作电压不为0。

9.根据权利要求4所述的一种电池用铝箔的制备方法，其特征在于，所述化学处理方法为使用化学溶液腐蚀，具体步骤为：

取酸性溶液或碱性溶液涂抹至原材料铝箔的中间部分，经过一段时间，将所述酸性溶液或碱性溶液冲洗掉，经洗涤后得到中间薄、两边厚的铝箔；

所述酸性溶液为硫酸溶液、盐酸或氢氟酸；

所述碱性溶液为NaOH溶液。

10.根据权利要求3所述的一种电池用铝箔的制备方法，其特征在于，所述原材料铝箔的厚度为10-20μm。