铝集流体及其制备方法，以及锂二次电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种铝集流体的制备方法，包括以下步骤：提供铝箔及硼酸处理液，所述铝箔表面具有氧化铝层，所述硼酸处理液中硼酸的浓度为0.5mol/L至0.8mol/L；将所述铝箔浸泡在所述硼酸处理液中；以及将浸泡后的铝箔从所述硼酸处理液中取出并干燥。本发明专利技术还提供一种铝集流体，及应用所述铝集流体的锂二次电池，以及所述锂二次电池的制备方法。

Aluminum collecting fluid and its preparation method and lithium two battery and its preparation method

The invention provides a preparation method of aluminum current collector, which comprises the following steps: providing aluminum foil and boric acid treatment liquid, the foil surface has a layer of aluminum oxide, the concentration of boric acid treatment liquid boric acid is 0.5mol/L to 0.8mol/L; the aluminum foil is soaked in the boric acid treatment liquid; and after soaking aluminum foil from the boric acid treatment liquid out and drying. The invention also provides an aluminum collector fluid, a lithium two battery for the application of the aluminum collector, and a preparation method of the two battery of the lithium.

【技术实现步骤摘要】
铝集流体及其制备方法，以及锂二次电池及其制备方法
本专利技术涉及电池领域，特别涉及一种铝集流体及其制备方法，以及应用该铝集流体的锂二次电池及其制备方法。
技术介绍
随着锂二次电池应用领域的逐渐拓展，人们对于电池的比能量、寿命、安全性、价格等性能提出了更高的要求。提高电池工作电压，是提高电池比能量的重要方式和发展趋势。例如，下一代车用动力电池主要采用高电压正极材料来提高电池的工作电压。高电压正极材料在充电状态具有非常高的氧化性，而目前采用的正极集流体为金属铝箔，其表面钝化膜在长期使用中会在正极材料及电解液的作用下，逐渐被腐蚀而暴露出更易被腐蚀的金属铝，进而造成极片阻抗增加、甚至结构崩溃，表现在电池层面则为电池的能量和功率性能衰减变快，电池寿命受到影响。
技术实现思路
基于此，为解决正极铝集流体在高电压下腐蚀的问题，有必要提供一种铝集流体及其制备方法，以及应用该铝集流体的锂二次电池及其制备方法。一种铝集流体的制备方法，包括以下步骤：S1，提供铝箔及硼酸处理液，所述铝箔表面具有氧化铝层，所述硼酸处理液中硼酸的浓度为0.5mol/L至0.8mol/L；S2，将所述铝箔浸泡在所述硼酸处理液中；以及S3，将浸泡后的铝箔从所述硼酸处理液中取出并干燥。在其中的一实施例中，所述硼酸处理液为将硼酸溶解在溶剂中得到，所述溶剂包括水和有机溶剂中的至少一种。在其中的一实施例中，在所述步骤S2中，所述硼酸处理液的温度为10℃至90℃。在其中的一实施例中，在所述步骤S2中，所述硼酸处理液的温度为25℃至80℃。在其中的一实施例中，在所述步骤S2中，所述铝箔在所述硼酸处理液中的浸泡时间为10分钟至24小时。在其中的一实施例中，在所述步骤S3中，所述干燥为在空气中自然干燥。在其中的一实施例中，在所述步骤S3中，所述干燥为在60℃至150℃干燥。一种锂二次电池的制备方法，包括：S1，提供铝箔及硼酸处理液，所述铝箔表面具有氧化铝层，所述硼酸处理液中硼酸的浓度为0.5mol/L至0.8mol/L；S2，将所述铝箔浸泡在所述硼酸处理液中；S3，将浸泡后的铝箔从所述硼酸处理液中取出并干燥，得到铝集流体；S4，将正极浆料涂覆在所述铝集流体表面并烘干，形成正极片；以及S5，将所述正极片与负极片、电解液及隔膜组装，得到锂二次电池。一种铝集流体，包括金属铝基体及设置在所述金属铝基体表面的钝化膜，所述钝化膜在所述的铝集流体的制备方法中得到。一种锂二次电池，包括：正极片，所述正极片包括所述的铝集流体及设置在所述铝集流体表面的正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料、导电剂及粘结剂；负极片；设置在所述正极片与所述负极片之间的隔膜；以及浸润所述正极片、所述负极片及所述隔膜的电解液。本专利技术在铝集流体及锂二次电池的制备过程中，通过使用所述硼酸处理液对铝箔进行浸泡处理，使铝箔表面形成耐腐蚀的钝化膜，经试验证明，能够提高铝集流体对电解液的耐腐蚀性。附图说明图1为本专利技术实施例的铝集流体的制备方法的流程图；图2为本专利技术实施例的锂二次电池的制备方法的流程图；图3为未经处理的铝集流体在电解液中4.2V恒压1小时后的铝箔表面扫描电镜照片；图4为处理后铝集流体在电解液中4.2V恒压1小时后的铝箔表面扫描电镜照片。图5为处理后铝集流体局部区域扫描电镜照片。图6为图5的铝集流体局部区域的硼元素的元素分布图。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，以下结合附图及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用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本专利技术实施例提供一种铝集流体的制备方法，包括以下步骤：S1，提供铝箔及硼酸处理液，所述铝箔表面具有氧化铝层，所述硼酸处理液中硼酸的浓度为0.5mol/L至0.8mol/L；S2，将所述铝箔浸泡在所述硼酸处理液中；以及S3，将浸泡后的铝箔从所述硼酸处理液中取出并干燥。具体的，所述铝箔为表面具有氧化铝层的金属铝。所述硼酸处理液为将硼酸溶解在溶剂中得到。所述溶剂可以为水或有机溶剂。所述铝箔在所述有机溶剂中稳定，即所述有机溶剂不与氧化铝或金属铝发生化学反应，例如可以是乙醇或丙酮。在进行所述步骤S2前，可进一步包括对所述铝箔预处理的步骤，具体是将铝箔表面用去离子水或有机溶剂，例如乙醇或丙酮清洗干净。在所述步骤S2中，所述铝箔在所述硼酸处理液中浸泡时，所述硼酸处理液的温度使硼酸处理液的溶剂为液态即可，例如可以为10℃至90℃，优选为25℃至80℃。在浸泡过程中硼酸与铝箔表面的氧化铝层发生化学反应，从而形成新的钝化膜。所述浸泡时间与浸泡时硼酸处理液的温度有关，温度越低所需浸泡时间越长，温度越高所需浸泡时间越短。例如，当硼酸处理液温度为15℃至25℃，所述浸泡时间可以为24小时至12小时。当硼酸处理液温度为50℃至80℃，所述浸泡时间可以为10分钟至1小时。在所述步骤S3中，浸泡后的铝箔可以在空气中自然干燥或者加热干燥，所述加热干燥的温度优选为60℃至150℃。本专利技术实施例还提供一种铝集流体，包括金属铝基体及设置在所述金属铝基体表面的钝化膜，所述钝化膜是将表面具有氧化铝层的铝箔在所述硼酸处理液中浸泡得到。本专利技术实施例还提供一种锂二次电池的制备方法，包括：S1，提供铝箔及硼酸处理液，所述铝箔表面具有氧化铝层，所述硼酸处理液中硼酸的浓度为0.5mol/L至0.8mol/L；S2，将所述铝箔浸泡在所述硼酸处理液中；S3，将浸泡后的铝箔从所述硼酸处理液中取出并干燥，得到铝集流体；S4，将正极浆料涂覆在所述铝集流体表面并烘干，形成正极片；以及S5，将所述正极片与负极片、电解液及隔膜组装，得到锂二次电池。本专利技术实施例还提供一种锂二次电池，包括正极片，负极片，设置在所述正极片与所述负极片之间的隔膜；以及浸润所述正极片、所述负极片及所述隔膜的电解液，所述正极片包括所述铝集流体及设置在所述铝集流体表面的正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料、导电剂及粘结剂。该锂二次电池可以是锂电池、锂离子电池、锂硫电池或锂聚合物电池等。以锂离子电池为例，该正极活性物质可以为层状结构的锂-过渡金属氧化物，尖晶石型结构的锂-过渡金属氧化物以及橄榄石型结构的锂-过渡金属氧化物中的至少一种，例如，橄榄石型磷酸铁锂、层状结构钴酸锂、层状结构锰酸锂、尖晶石型锰酸锂、锂镍锰氧化物及锂镍钴锰氧化物。所述电解液可以包括有机溶剂及溶解在所述有机溶剂中的锂盐，所述锂盐优选为亚胺类锂盐，例如双三氟甲基磺酰亚胺锂(Li[N(CF3SO2)2]，LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(Li[N(FSO2)2]，LiFSI)及双(五氟乙基)磺酰亚胺锂(Li[N(C2F5SO2)2]，LiBETI)中的一种或多种。所述锂盐也可以选自六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、六氟锑酸锂(LiSbF6)、高氯酸锂(LiClO4)、氯化锂(LiCl)、甲磺酸锂(LiCH3SO3)、三(三氟甲磺酰基)甲烷化锂(Li[C(CF3SO2)3])、三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、全氟丁基磺酸锂(LiC4F9SO3)、二氟草酸硼酸锂(LiBF2C2O4)、二氟(双草酸根合)磷酸锂(Li[PF2(C2O4)2])及双草酸硼酸锂(LiB(C2O4)2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝集流体的制备方法，包括以下步骤：S1，提供铝箔及硼酸处理液，所述铝箔表面具有氧化铝层，所述硼酸处理液中硼酸的浓度为0.5mol/L至0.8mol/L；S2，将所述铝箔浸泡在所述硼酸处理液中；以及S3，将浸泡后的铝箔从所述硼酸处理液中取出并干燥。

【技术特征摘要】
1.一种铝集流体的制备方法，包括以下步骤：S1，提供铝箔及硼酸处理液，所述铝箔表面具有氧化铝层，所述硼酸处理液中硼酸的浓度为0.5mol/L至0.8mol/L；S2，将所述铝箔浸泡在所述硼酸处理液中；以及S3，将浸泡后的铝箔从所述硼酸处理液中取出并干燥。2.根据权利要求1所述的铝集流体的制备方法，其特征在于，所述硼酸处理液为将硼酸溶解在溶剂中得到，所述溶剂包括水和有机溶剂中的至少一种。3.根据权利要求1所述的铝集流体的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述硼酸处理液的温度为10℃至90℃。4.根据权利要求1所述的铝集流体的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述硼酸处理液的温度为25℃至80℃。5.根据权利要求1所述的铝集流体的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述铝箔在所述硼酸处理液中的浸泡时间为10分钟至24小时。6.根据权利要求1所述的铝集流体的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述干燥为在空气中自然干燥。7.根据权利要求1所述的铝集流体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莉，何向明，朴楠，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11