一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法技术

本发明专利技术公开一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法，铝箔包括0.12‑0.14wt%的Mg、Si≤0.08wt％、Fe≤0.2wt％、Ga≤0.03wt％、Cu≤0.04wt％、Zn≤0.04wt％、V≤0.05wt％、Ti≤0.03wt％、铝为99.7 wt％；采用化学腐蚀方法制备成微孔铝箔；微孔铝箔每平方厘米上分布有300—6000个直径为6—12μm的通孔和/或盲孔；限定的成分组成与现有系列铝合金相比，具有更高的屈服强度，在后续的化学腐蚀过程中，对于所成的微孔孔径更小也更加均匀，通孔和盲孔与材料本体圆弧过渡，减少应力集中，增强力学性能，不会减弱电学性能，本发明专利技术可用于锂电池中。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法
本专利技术属于锂电池材料制造
，具体涉及一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法。
技术介绍
新材料和清洁能源都是国家层面的重点发展方向，锂离子电池是目前储能技术中应用最广泛的储能电芯，提高电芯能量存储密度是全世界追求的目标，电芯能量密度的提高主要依赖于其正、负极材料的发展进步，但也与锂离子电池的正负极集流体、正负极粘结剂、电解液和隔膜等材料的进步有关。锂离子电池的正极采用的集流体一般为铝箔以及涂覆在其上的正极粉料（磷酸铁锂、钴酸锂或三元材料）所组成。锂电池的正极电子集流体是铝箔。这种铝箔要求尺寸精度高。一般用于制造铝箔的合金是1235，铝箔性能一般，使得锂电池性能一般。同时，传统的集流体材料一般选用表面光滑的铝箔，采用99.7%纯度的铝箔直接涂覆上活性物质，但表面光滑的铝箔与活性材料之间的结合较为松弛，对原料和辅料质量及工艺要求高，在加工及充放电过程中容易发生活性物质脱落或掉粉现象，降低了循环充放电效率及电池寿命，提高了元器件间的接触电阻，导致正极板导电性下降，从而影响了电池的综合性能。严重的影响了锂离子的综合性能。为了改善正极铝箔集流体，与正极浆料之间的粘结状态，现有的微孔铜箔和微孔铝箔每平方厘米上都制备了九个通孔，每个通孔的直径约为1mm。但此类铝箔和铜箔必须使用特制的电池自动生产线，其原因在于在原有的电池自动生产线上，使用此种通孔直径在1mm的铜箔或铝箔时，会出现背面渗浆现象，影响另一面的涂覆。韩炜等人在专利CN103618090A及CN103617894A中利用酸性、碱性化学试剂，对铝箔进行酸碱刻蚀处理。得到的氧化铝箔接触电阻降低不明显，且在去腐蚀的过程中降低了铝箔的机械强度。其他国家在铝箔上成孔的方法，采用了滚压或激光烧蚀，而本专利技术的铝箔成孔采用的是盐类化合物腐蚀法，技术路线完全不同，所得到的微孔铝箔也具有特殊的结构与性能。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术的不足，目的是提供一种锂离子电池用铝箔、微孔铝箔及微孔铝箔的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为。一种锂离子电池用铝箔，包括：0.12-0.14wt%的Mg、Si≤0.08wt％、Fe≤0.2wt％、Ga≤0.03wt％、Cu≤0.04wt％、Zn≤0.04wt％、V≤0.05wt％、Ti≤0.03wt％、铝为99.7wt％，其余为杂质。所述的锂离子电池用铝箔的电阻率≤3μΩ·m。一种锂离子电池用微孔铝箔，包括：0.12-0.14wt%的Mg、Si≤0.08wt％、Fe≤0.2wt％、Ga≤0.03wt％、Cu≤0.04wt％、Zn≤0.04wt％、V≤0.05wt％、Ti≤0.03wt％、铝为99.7wt％，其余为杂质；所述的微孔铝箔每平方厘米上分布有300—6000个直径为6—12μm的通孔和盲孔，其中通孔数量占通孔和盲孔总数的比例＞50%。优选的所述微孔铝箔每平方厘米上分布有300—2000个直径为6—12μm的通孔和盲孔。优选的所述微孔铝箔的上下表面分布着多个刻痕，刻痕是深1—3μm，宽1—5μm。优选的所述微孔铝箔的电阻率较成孔前铝箔的电阻率增长率≤2％。优选的所述微孔铝箔的屈服强度为220—270MPa；断裂强度为240—340MPa；延伸率为2.2%—2.8%。所述的微孔铝箔用于电容电级。所述的锂离子电池用铝箔或微孔铝箔的厚度为8-18μm。一种锂离子电池用微孔铝箔的制备方法，采用化学腐蚀方法制备；所述化学腐蚀方法中采用的腐蚀液为盐溶液，含有摩尔浓度为0.1-3mol/L的Cl-的阴离子，含有摩尔浓度为0.1-3mol/L的Fe3+和Cu2+的阳离子。所述的化学腐蚀方法中腐蚀时间为20-120s，腐蚀温度为20-60℃。优选的所述的化学腐蚀方法中腐蚀时间为20-120s，腐蚀温度为20-38℃。与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果。1、一种锂电池用微孔铝箔成分包括：0.12-0.14wt%的Mg、Si≤0.08wt％、Fe≤0.2wt％、Ga≤0.03wt％、Cu≤0.04wt％、Zn≤0.04wt％、V≤0.05wt％、Ti≤0.03wt％、铝为99.7wt％，其余为杂质。限定的成分组成与1×××系列铝合金相比，具有较高的Mg含量，具有更高的屈服强度，在后续的化学腐蚀过程中，对于所成的微孔孔径更小也更加均匀，由原直径为10—50μm的孔径提升为6—12μm，所述的微孔铝箔每平方厘米上分布有300—6000个直径为6—12μm的通孔和/或盲孔；使得金属箔片两个表面既没有完全透过也没有完全隔离，能有效的通过直径较小6—12μm以下的离子和或者粒子，如锂离子通过，而阻止大直径的离子或粒子通过，提高锂离子活性，提高电池容量，涂覆在上面的正极材料与铝箔成一整体，其黏附力明显提高，在通孔和盲孔处不会生长锂枝晶。同时不影响材料的性能，例如：平均电阻率增加1—3%，平均抗拉强度提升0—2%，平均断裂总延伸率提升0—21%。2、进一步的，在所述微孔铝箔的上下表面分布着刻痕，刻痕为深1—3μm，宽1—5μm，所述的通孔和盲孔为不规则形状和不规则分布，且与微孔铝箔表面交接处为不规则圆弧过渡。所述的通孔和盲孔为不规则形状，且与铝箔表面交接处为不规则圆弧过渡，孔径尺寸在一定范围内变化，每个孔洞的直径在不同方向上也有所变化。能够提升微孔铝箔两面进行涂覆时，提升涂覆的附着力，通孔和盲孔与材料本体圆弧过渡，减少应力集中，增强力学性能，不会减弱电学性能。3、括采用化学液腐蚀的方法制备此微孔铝箔。本专利技术采用是与一般的酸碱液腐蚀液不同，本专利技术腐蚀方法中还可采用氯盐类化合物作为腐蚀液，在腐蚀的过程中反应程度更温和，铝箔放进处理液中时，在氯离子的保护下，铜离子或铁离子与铝表面发生反应，使铝表面形成微孔的结构，处理液中的钙离子、钠离子以及钡离子进入多孔膜中可在后续过程中被固定住，对铝表面性能起着改善的作用。微孔铝箔可使锂离子电池的容量提高8—10%。当正极材料使用三元材料时，由于微孔铝箔使铝箔两面的正极材料连接为一个整体，会使电池的容量和充放电特征等性能的均匀性明显得到改善，电池生产成品率提高15—20%。附图说明图1是本专利技术一种锂电池用微孔铝箔的微观图像。具体实施方式实施例1一种锂离子电池用铝箔，包括：包括：0.12wt%的Mg、0.08wt％的Si、0.2wt％的Fe、0.03wt％的Ga、0.04wt％的Cu、0.04wt％的Zn、0.05wt％的V、0.03wt％的Ti、铝为99.7wt％，其余为杂质；其电阻率为3μΩ•m。通过制备锂电池用微孔铝箔的方法将该铝箔制备成微孔铝箔。一种锂电池用微孔铝箔，包括：0.12wt%的Mg、0.08wt％的Si、0.2wt％的Fe、0.03wt％的Ga、0.04wt％的Cu、0.04wt％的Zn、0.05wt％的V、0.03wt％的Ti、铝为99.7wt％，其余为杂质。所述的微孔铝箔每平方厘米上分布有2000—6000个直径为6—12μm的通孔和盲孔，其中通孔比例55%；所述的微孔铝箔的上下表面分布着多个刻痕，所述的刻痕是深1—3μm，宽1—5μm，长100-1000μm，通孔和盲孔为不规则形状，且与微孔铝箔表面交接处为不规则圆弧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池用铝箔，其特征在于，包括：0.12‑0.14wt%的Mg、Si≤0.08wt％、Fe≤0.2wt％、Ga≤0.03wt％、Cu≤0.04wt％、Zn≤0.04wt％、V≤0.05wt％、Ti≤0.03wt％、铝为99.7 wt％，其余为杂质。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用铝箔，其特征在于，包括：0.12-0.14wt%的Mg、Si≤0.08wt％、Fe≤0.2wt％、Ga≤0.03wt％、Cu≤0.04wt％、Zn≤0.04wt％、V≤0.05wt％、Ti≤0.03wt％、铝为99.7wt％，其余为杂质。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用铝箔，其特征在于：电阻率≤3μΩ·m。3.一种锂离子电池用微孔铝箔，其特征在于，包括：0.12-0.14wt%的Mg、Si≤0.08wt％、Fe≤0.2wt％、Ga≤0.03wt％、Cu≤0.04wt％、Zn≤0.04wt％、V≤0.05wt％、Ti≤0.03wt％、铝为99.7wt％，其余为杂质；所述的微孔铝箔每平方厘米上分布有300—6000个直径为6—12μm的通孔和盲孔，其中通孔数量占通孔和盲孔总数的比例＞50%。4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池用微孔铝箔，其特征在于：所述的微孔铝箔每平方厘米上分布有300—2000个直径为6—12μm的通孔和盲孔。5.根据权利要求3或4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宥宏，刘忆恩，
申请(专利权)人：山西沃特海默新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14