一种集流体涂层的制备方法技术

本发明专利技术是一种集流体涂层的制备方法，方法包括，将由至少一种导电剂，至少一种粘结剂，至少一种固化剂组成的组合物利用高压静电喷涂技术喷涂在金属箔的表面。本发明专利技术中，采用高压静电喷涂技术，改进了集流体上涂覆导电涂层的工艺，减少了有机溶剂的利用率，对环境友好。并且制造成本低，过程简单，搅拌时间短，无需过高温度，方便易操作。

Method for preparing fluid collecting coating

The present invention is a method of preparing set fluid coating method includes, by at least one conductive agent, at least one binder, at least one composition curing agent with high voltage electrostatic spraying the surface of the metal foil spraying technology. In the invention, a high-voltage electrostatic spraying technique is adopted to improve the process of coating conductive coating on a fluid collection, and the utilization ratio of organic solvent is reduced, and the environment is friendly. The utility model has the advantages of low manufacturing cost, simple process, short stirring time, high temperature and convenient operation.

【技术实现步骤摘要】
一种集流体涂层的制备方法
本专利技术涉及电池制作
，具体的是一种集流体涂层的制备方法。
技术介绍
在电池的制作过程中，需要在金属铝箔或铜箔上涂覆正极或者负极材料，制成正负极片。其中，在金属箔上涂覆导电剂可以极大的改善极片的导电性能。目前，大多数电池生产厂家都是将导电涂层制成浆料，直接涂覆于集流体箔上，该种方法中，需要将导电剂、粘结剂、固化剂分散于有机溶剂中形成浆料，通过转移涂布的方式涂覆于集流体箔的表面。在该种方法中，有机溶剂的需求量大，而且有机溶剂的选择要求高，成本很高。再一方面，该种涂覆方式涂层与金属箔之间容易由于膨胀系数的差别而造成结合力弱，电池的内阻骤升，影响电池的循环寿命和安全性。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供一种集流体涂层的制备方法，旨在能够降低成本并且提高电池循环寿命。本专利技术是采用如下方案实现的：一种集流体涂层的制备方法，方法包括，将由至少一种导电剂，至少一种粘结剂，至少一种固化剂组成的组合物利用高压静电喷涂技术喷涂在金属箔的表面。优选地，利用高压静电喷涂技术将组合物喷涂在金属箔的表面时，将金属箔水平或竖直拉直，双面同时进行喷涂。优选地，所述组合物为粉状混合物。更优选地，所述组合物的制备方法为：粘结剂和固化剂进行预混制得胶粉，然后再将胶粉与导电剂干混，制得导电剂、粘结剂和固化物的组合物。优选地，利用高压静电喷涂技术喷涂了组合物的集流体在50～60℃的条件下烘烤交联固化。优选地，所述组合物喷涂在金属箔表面的厚度为0.5～2μm。其中，金属箔的表面刻蚀有凹槽，所述组合物利用高压静电喷涂技术喷涂在金属箔的表面及填充于凹槽内。其中，所述凹槽的深度为0.5～2.0μm。优选地，所述组合物中，按质量分数计，导电剂为90～95％，粘结剂4～5％，固化剂0.5～1。其中，所述导电剂为科琴黑、乙炔黑、Super-P、碳纤维或碳纳米管中的至少一种。其中，所述粘结剂为，环氧树脂、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯中的至少一种。优选地，所述金属箔为铝箔或铜箔。其中，所述金属箔为铝箔，铝箔的纯度≥99.35％，厚度为12～25μm；或铜箔，铜箔的纯度≥99.8％，厚度为12～30μm。其中，所述固化剂为芳香族多胺、酸酐、酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺中的至少一种。本专利技术中，采用高压静电喷涂技术，改进了集流体上涂覆导电涂层的工艺，减少了有机溶剂的利用率，对环境友好。并且制造成本低，过程简单，搅拌时间短，无需过高温度，方便易操作。再进一步，本专利技术中，将导电剂嵌入刻蚀铝箔的凹槽内，导电剂与集流体间的连接更紧固，导电网络更深入。有利于提高电池的倍率性能、低温性能和循环性能。再进一步，本专利技术选取的粘结剂，其本身的粘结强度以及刻蚀嵌入的特性，使得导电涂层与集流体间的粘合力增强。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的实施中，组合物中为导电剂、粘结剂、固化剂组成的组合物，不包括含有有机溶剂的可用于制成同类涂层的组合物。其中，在同类型的可以用于制作电池的导电剂都包括在内，优选选为科琴黑、乙炔黑、Super-P、碳纤维或碳纳米管。其中，在同类型的可以用于制作电池的粘结剂都包括在内，优选为环氧树脂、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯。其中，在同类型可以用于制作电池的固化剂都包括在内，优选为芳香族多胺、酸酐、酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺。金属箔，可以为铝箔或铜箔。金属箔对金属的纯度要求尽可能高，铝箔优选纯度≥99.35％，厚度为12～25μm，铜箔优选纯度≥99.8％，厚度为12～30μm。高纯度铝箔或高纯度铜箔一方面能够更好的与涂层粘附，提高电化学性能；合适的厚度在双面刻蚀凹槽后不会降低铝箔或者铜箔的强度，进一步也不会降低集流体的强度，同时不会因为铝箔或铜箔的厚度太厚而导致制成的电池过于厚重。本专利技术的基础方案为，将导电剂、粘结剂、固化剂组成的组合物直接利用高压静电喷涂技术喷涂于金属箔的表面，所有在相同或相近领域采用该技术作为其技术的全部或部分都是本专利技术基础方案的延伸。本专利技术还包括主体方案之一，是将粘结剂和固化剂进行预混制得胶粉，然后再将胶粉与导电剂干混，制得导电剂、粘结剂和固化物的组合物。本专利技术还包括主体方案之二，高压静电喷涂技术在金属箔的表面可以进行双面喷涂。双面喷涂时，将金属箔水平或竖直拉直，双面同时进行喷涂。然后走带进入分段式烤箱烘烤，烘烤完成后再进行收卷。本专利技术还包括的主体方案之三，组合物通过高压静电喷涂技术喷涂于金属箔的表面之后，将金属箔放置于50～60℃的条件下烘烤。进一步，可采用分段式烤箱烘烤。实施例1、(1)对选用的厚度为20μm铝箔进行表面清洁预处理，清除表面的油污或其他杂质，将铝箔放置在0.5mol/LHCl和1mol/LAlCl3的混合溶液中浸泡，以60mA/cm2电流密度的直流电进行扩孔处理，保持15s，孔径范围为5～500μm，然后放置在1mol/LHCl溶液中恒温45℃，以2mA/cm2电流密度进行直流电化学刻蚀，刻蚀时间40s，刻蚀完成后，清洗、擦拭干净并放置在50℃的环境中烘烤20min，烘烤完成后制得刻蚀铝箔。(2)称取环氧树脂与双氰胺以5:1的比例混合搅拌，常温下搅拌30min后，放入单螺杆熔融挤出机内，挤出成片状，然后放入粉碎机中将其粉末化，得到胶粉。(3)将Super-P与步骤(2)中的胶粉干混，Super-P与胶粉的质量比为19:1，常温下高速搅拌2h，制得粉末导电涂料。(4)将步骤(3)的粉末导电涂料通过高压静电喷涂的方式喷涂于刻蚀铝箔表面，表面涂覆厚度控制范围为0.5～2μm，经分段式烤箱烘烤、交联固化，烘烤的温度控制为50℃～60℃。(5)按照步骤(4)在另一面喷涂粉末导电涂料，烘烤完成后即得双面导电涂层刻蚀铝箔。实施例2、(1)对选用的厚度为20μm铝箔进行表面清洁预处理，清除表面的油污或其他杂质，将铝箔放置在0.5mol/LHCl和1mol/LAlCl3的混合溶液中浸泡，以60mA/cm2电流密度的直流电进行扩孔处理，保持15s，孔径范围为5～500μm，然后放置在1mol/LHCl溶液中恒温45℃，以2mA/cm2电流密度进行直流电化学刻蚀，刻蚀时间40s，刻蚀完成后，清洗、擦拭干净并放置在50℃的环境中烘烤20min，烘烤完成后制得刻蚀铝箔。(2)称取环氧树脂与酚醛树脂以4:1的比例混合搅拌，常温下搅拌30min后，放入单螺杆熔融挤出机内，挤出成片状，然后放入粉碎机中将其粉末化，得到胶粉。(3)将乙炔黑与步骤(2)中的胶粉干混，乙炔黑与胶粉的质量比为9:1，常温下高速搅拌2h，制得粉末导电涂料。(4)将步骤(3)的粉末导电涂料通过高压静电喷涂的方式喷涂于刻蚀铝箔表面，表面涂覆厚度控制范围为0.5～2μm，经分段式烤箱烘烤、交联固化，烘烤的温度控制为50℃～60℃。(5)按照步骤(4)在另一面喷涂粉末导电涂料，烘烤完成后即得双面导电涂层刻蚀铝箔。对照实施例1本对比例与上述实施例1和实施例2的区别在于，本对比例使用有机溶剂，箔材为双光无刻蚀铝箔，涂覆方式为浆料转移式涂覆，搅拌时间较长。具体制备方案如下：(1)对选用的厚度为20μm铝箔进行表面清本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集流体涂层的制备方法，其特征在于，方法包括，将由至少一种导电剂，至少一种粘结剂，至少一种固化剂组成的组合物利用高压静电喷涂技术喷涂在金属箔的表面。

【技术特征摘要】
1.一种集流体涂层的制备方法，其特征在于，方法包括，将由至少一种导电剂，至少一种粘结剂，至少一种固化剂组成的组合物利用高压静电喷涂技术喷涂在金属箔的表面。2.根据权利要求1所述的一种集流体涂层的制备方法，其特征在于，利用高压静电喷涂技术将组合物喷涂在金属箔的表面时，将金属箔水平或竖直拉直，双面同时进行喷涂。3.根据权利要求1或2所述的集流体涂层的制备方法，其特征在于，所述组合物为粉状混合物。4.根据权利要求3所述的集流体涂层的制备方法，其特征在于，所述组合物的制备方法为：粘结剂和固化剂进行预混制得胶粉，然后再将胶粉与导电剂干混，制得导电剂、粘结剂和固化物的组合物。5.根据权利要求1或2所述的集流体涂层的制备方法，其特征在于，利用高压静电喷涂技术喷涂了组合物的金属箔在50～60℃的条件下烘烤交联固化。6.根据权利要求1所述的集流体涂层的制备方法，其特征在于，所述组合物喷涂在金属箔表面的厚度为0.5～2μm。7.根据权利要求1或6所述的集流体涂层的制备方法，其特征在于，金属箔的表面刻蚀有凹槽，所述组合物利用高压静电喷涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：何海平，马美品，詹世英，李海军，蔡慧群，
申请(专利权)人：珠海银隆新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44