CN116024030A - 一种用于动力电池箔轧制的添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池箔加工生产技术领域，具体公开一种用于动力电池箔轧制的添加剂及其制备方法和应用。本发明通过复合基础油和复合添加剂制备用于动力电池箔轧制的添加剂。其中复合添加剂包括以下质量百分含量的组分：35％～40％的油溶性聚醚32、35％～40％的油溶性聚醚460和23％～27％的异构醇C24，特定的粘度等级使其具有较高的碳氧比例、优异的氧化安定性以及更低的摩擦系数，可以有效降低轧制过程中的摩擦和磨损，提升动力电池箔轧制的效率。通过选取异构烷烃配伍增粘剂作为基础油，复合添加剂浓度仅为20％‑30％，极大降低了轧后电池箔的漏涂几率。同时本发明所提供的添加剂具有较低的酸值，对设备和轧件无腐蚀，大大简化了生产工艺，降低了生产成本，具有广阔的市场应用前景。

Description

一种用于动力电池箔轧制的添加剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及电池箔加工生产技术领域，尤其涉及一种用于动力电池箔轧制的添加剂及其制备方法和应用。

背景技术

传统的汽车行业普遍采用汽油或柴油作为动力原料，高度依赖于石油这一不可再生资源，并且汽车尾气会排放大量的碳氧化物、氮氧化物和有害雾霾颗粒，造成环境污染的同时，影响人体健康。随着生态环境的不断破坏，新能源汽车无疑成了未来汽车发展的趋势和方向。

随着新能源汽车的高速发展，对锂电池的需求十分旺盛。通常情况下，使用轧制铝箔作为锂离子电池的正极集电体，进而拉动着电池铝箔需求的快速上升。在电池铝箔的生产工艺中添加剂起着极其关键的作用，目前电池铝箔的生产工艺中的添加剂多采用基础油配合脂肪醇以及合成酯，并辅以月桂酸。在强度较低，速度在800m/min以下的电池箔轧制工艺中，现有的添加剂可以满足基本的润滑保障，适应了电池铝箔工艺发展的初期需求。

但是随着锂离子电池技术的不断发展，其对于电池铝箔的强度要求不断提高，甚至达到了270MPa以上。为了满足需求现有技术通过添加大量的脂肪醇和合成酯来提升轧制过程中的润滑性能，但是大量的脂肪醇和合成酯会导致轧制后的产品漏涂几率成倍增加，进而影响锂离子电池的性能，导致传统的添加剂难以满足生产需求。因此，提供一种既可以满足轧制过程中的润滑需求，又可以满足轧制后电池铝箔不漏涂的添加剂具有重要的意义。

发明内容

为了满足电池铝箔轧制过程中的润滑需求，同时降低轧制后产品的漏涂几率，本发明提供一种用于动力电池箔轧制的添加剂。

以及，本发明还提供一种用于电池铝箔轧制的添加剂的制备方法。

以及，本发明还提供一种所述添加剂在动力电池箔轧制过程中的应用

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

本发明提供了一种用于动力电池箔轧制的添加剂，包括复合基础油和复合添加剂；所述复合添加剂包括以下质量百分含量的组分：35％～40％的油溶性聚醚32、35％～40％的油溶性聚醚460和23％～27％的异构醇C24。

相对于现有技术，本发明提供的用于动力电池箔轧制的添加剂，包括复合基础油和复合添加剂。其中复合添加剂使用特定粘度等级的油溶性聚醚和异构醇进行复配，使其具有更高的碳氧比例，大大改善了添加剂的吸湿性能，降低了添加剂的亲水性能；并且按照特定质量百分含量混合得到的复合添加剂具有较大的分子量，因此具有优异的氧化安定性，可极大的降低基础油的挥发。本发明所制备的用于动力电池箔轧制的添加剂具有更低的摩擦系数，可以有效降低轧制过程中的摩擦和磨损，提升动力电池箔轧制的效率。本发明使用特定粘度等级的油溶性聚醚和异构醇复配，替代了传统添加剂中大量使用的酸醇酯，可以满足在强度达到270MPa以上，速度为1000m/min的动力电池箔轧制中的应用。

需要说明的是，所使用的油溶性聚醚32和油溶性聚醚460分别代表：在40℃下油溶性聚醚的运动粘度分别为32mm²/s和460mm²/s。

进一步的，所述添加剂中复合基础油的质量百分含量为70％～80％，复合添加剂的质量百分含量20％～30％。

优选的，所述复合基础油包括质量百分含量为98.5％～99.5％的异构烷烃和质量百分含量为0.5％～1.5％的增稠剂。

优选的，所述异构烷烃包括以下质量百分含量的组分：C12烷烃39％～45％、C13烷烃40％～48％、C14烷烃7％～16％和C15烷烃0.05％～0.1％。

优选的，所述增稠剂包括聚异丁烯、聚丙烯或聚乙烯中的一种或几种。

进一步的，所述复合基础油40℃时的调和粘度为1.6mm²/s～1.9mm²/s。

优选的，所述复合添加剂的馏程终馏点小于320℃。

优选的，所述复合添加剂的酸值小于1mgKOH/g。

进一步的，一种用于动力电池箔的添加剂的制备方法，包括以下步骤：

S1，将油溶性聚醚32、油溶性聚醚460和异构醇C24，混合均匀，过滤，得复合添加剂；

S2，将复合添加剂与复合基础油混合均匀，过滤，得用于动力电池箔轧制的添加剂。

进一步的，步骤S1具体为：将油溶性聚醚32加热至35℃～45℃，然后依次加入油溶性聚醚460和异构醇C24，搅拌2h～2.5h，过滤，得复合添加剂。

步骤S2具体为：将复合添加剂与复合基础油于35℃～45℃下，搅拌1h～2h，混合均匀，过滤，得用于动力电池箔轧制的添加剂。

上述用于动力电池箔的添加剂使用混合油溶性聚醚和异构醇C24替代传统添加剂中的酸醇酯，且具有较低的酸值，无需单独添加防腐抑制剂和金属减活剂，对设备和轧件无腐蚀，在轧制过程中添加剂的挥发量极少，大大简化了生产工艺，降低了生产的成本。进一步的，本发明所提供的添加剂在使用过程中的使用浓度较低，在满足轧制过程中润滑性能需求的同时，还可以控制轧制后电池箔尽可能少的表面带油量，大大降低了后处理漏涂的几率。可以实现生产过程中润滑和材料表面性能的完美统一，对于优化动力电池箔的轧制工艺具有十分重要的意义，节约了成本，具有广阔的市场前景。

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。

为了更好的说明本发明实施例提供的，下面通过实施例做进一步的举例说明。

本发明中所使用的油溶性聚醚32和油溶性聚醚460均购买于陶氏化学(中国)投资有限公司。

本发明中所使用的异构醇C24购买于美国沙索公司，异构醇C24具体可以为ISOFOL24。

实施例1

称取10.5g的油溶性聚醚32，加入烧杯中，升温至35℃，不断搅拌条件下加入11.4g的油溶性聚醚460和8.1g的ISOFOL24，搅拌2h，过滤，即得透明均匀的复合添加剂；

在另一烧杯中加入68.9g的异构烷烃和1.1g的聚丙烯，升温至35℃，搅拌2h；恒温搅拌条件下加入上述制备得到的复合添加剂30g，继续搅拌1h，过滤，得动力电池箔轧制用添加剂。

实施例2

称取10g的油溶性聚醚32，加入烧杯中，升温至40℃，不断搅拌条件下加入8.8g的油溶性聚醚460和6.2g的ISOFOL24，搅拌2.3h，过滤，即得透明均匀的复合添加剂；

在另一烧杯中加入74.3g的异构烷烃和0.7g的聚丙烯，升温至40℃，搅拌2.3h；恒温搅拌条件下加入上述制备得到的复合添加剂25g，继续搅拌1.5h，过滤，得动力电池箔轧制用添加剂。

实施例3

称取7.4g的油溶性聚醚32，加入烧杯中，升温至45℃，不断搅拌条件下加入8g的油溶性聚醚460和4.6g的ISOFOL24，搅拌2.5h，过滤，即得透明均匀的复合添加剂；

在另一烧杯中加入79.6g的异构烷烃和0.4g的聚丙烯，升温至45℃，搅拌2.5h；恒温搅拌条件下加入上述制备得到的复合添加剂20g，继续搅拌2h，过滤，得动力电池箔轧制用添加剂。

对比例1

本对比例采用与实施例1相同的原料和制备方法，所不同的是，将ISOFOL24和油溶性聚醚460替换为等量的油溶性聚醚32，制备得到用于动力电池箔轧制的添加剂。

对比例2

本对比例采用与实施例1相同的原料和制备方法，所不同的是，将油溶性聚醚32和油溶性聚醚460替换为等量的ISOFOL24，制备得到用于动力电池箔轧制的添加剂。

对比例3

本对比例采用与实施例1相同的原料和制备方法，所不同的是，将油溶性聚醚32和ISOFOL24替换为等量的油溶性聚醚460，制备得到用于动力电池箔轧制的添加剂。

对比例4

本对比例采用与实施例1相同的原料和制备方法，所不同的是，复合添加剂中油溶性聚醚32为9g，ISOFOL24为12g，油溶性聚醚460为9g，制备得到用于动力电池箔轧制的添加剂。

对比例5

本对比例采用与实施例1相同的原料和制备方法，所不同的是，将复合添加剂替换为合成酯12甲酯18g，脂肪醇12醇11.9g和月桂酸0.1g，制备得到用于动力电池箔轧制的添加剂。

本发明所提供的添加剂用于动力电池箔的轧制时，添加剂的浓度配制为5％，就可以满足轧制过程中的润滑需求，同时轧件的漏涂几率为0.3-0.8％；而使用市售添加剂进行动力电池箔的轧制过程中浓度配制为15％，才能满足轧制过程中的润滑需求，且轧件的漏涂几率为7-11％。

其中轧件的漏涂是指轧件后续涂炭浆料中的分散介质与本发明所提供添加剂的相溶性。若二者相溶性好，则轧件的漏涂几率较低；若不相溶，轧件后续涂炭浆料中的分散介质会与本发明所提供添加剂分为两相，轧件的漏涂几率增加。

进一步的，分别对实施例1-3，以及对比例1-5所制备得到的添加剂进行铝板腐蚀实验和OSP4滚涂实验，具体的实验条件如下：

摩擦系数测定：通过四球磨实验机来测量摩擦系数，设定四球磨实验机的转速为900r/min，静压力为300N，温度为75℃，时间为30min，测定摩擦系数，测定结果见表1。

铝板腐蚀实验：取本发明所制备的添加剂，使用D80溶解油为溶剂，配制成5％的溶液，将40mm×40mm×3mm的铝板浸泡于所配制的溶液中，常温放置，每24h观察一次，记录腐蚀情况。

OSP4滚涂实验：将本发明所制备的添加剂均匀涂抹于铝箔表面，用OSP4辊棒进行预涂实验，观察涂炭状况；

其中，铝箔覆盖均一，没有漏涂点为优；

铝箔表面覆盖基本均一，有个别漏涂点为一般；

铝箔表面无法完成覆盖，大面积漏涂为差。

具体实验结果如下表所示：

表1所制备添加剂实验结果

从表1可以看出，本发明实施例1-3所制备的添加剂油膜强度高，摩擦系数更低，OSP4滚涂实验好，可以有效提升润滑性能及涂炭性能。对比例1-5中将复合添加剂中的组分和质量百分比进行调整替换，其添加剂的摩擦系数和油膜强度均产生了较大的下降。表明本发明所提供的用于动力电池箔轧制的添加剂中各组分间具有较强的协同增效作用，在轧制过程中添加剂的挥发量极少，大大简化了生产工艺，降低了生产的成本。并且本发明所提供的添加剂的制备方法不涉及特殊的实验装置，制备方法简便，具有广阔的市场应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于动力电池箔轧制的添加剂，其特征在于：包括复合基础油和复合添加剂；

所述复合添加剂包括以下质量百分含量的组分：35％～40％的油溶性聚醚32、35％～40％的油溶性聚醚460和23％～27％的异构醇C24。

2.如权利要求1所述的用于动力电池箔轧制的添加剂，其特征在于：所述用于动力电池箔轧制的添加剂中复合基础油的质量百分含量为70％～80％，复合添加剂的质量百分含量为20％～30％。

3.如权利要求1或2所述的用于动力电池箔轧制的添加剂，其特征在于：所述复合基础油包括质量百分含量为98.5％～99.5％的异构烷烃和质量百分含量为0.5％～1.5％的增稠剂。

4.如权利要求3所述的用于动力电池箔的添加剂，其特征在于：所述异构烷烃包括以下质量百分含量的组分：C12烷烃39％～45％、C13烷烃40％～48％、C14烷烃7％～16％和C15烷烃0.05％～0.1％。

5.如权利要求3所述的用于动力电池箔的添加剂，其特征在于：所述增稠剂包括聚异丁烯、聚丙烯或聚乙烯中的一种或几种。

6.如权利要求3所述的用于动力电池箔的添加剂，其特征在于：所述复合基础油40℃时的调和粘度为1.6mm²/s～1.9mm²/s。

7.如权利要求1所述的用于动力电池箔的添加剂，其特征在于：所述复合添加剂的馏程终馏点＜320℃，酸值＜1mgKOH/g。

8.如权利要求1-7任一项所述的用于动力电池箔的添加剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，将油溶性聚醚32、油溶性聚醚460和异构醇C24，混合均匀，过滤，得复合添加剂；

S2，将复合添加剂与复合基础油混合均匀，过滤，得用于动力电池箔轧制的添加剂。

9.如权利要求8所述的用于动力电池箔轧制的添加剂的制备方法，其特征在于：步骤S1具体为：将油溶性聚醚32加热至35℃～45℃，然后依次加入油溶性聚醚460和异构醇C24，搅拌2h～2.5h，过滤，得复合添加剂；

步骤S2具体为：将复合添加剂与复合基础油于35℃～45℃下，搅拌1h～2h，混合均匀，过滤，得用于动力电池箔轧制的添加剂。

10.如权利要求1-7任一项所述的添加剂在动力电池箔轧制过程中的应用。