【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池材料，具体涉及一种锂离子电池用涂碳铝箔及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池普遍使用铝箔或涂碳铝箔作为正极材料的载体，但由于铝箔与正极材料存在粘结力差、接触电阻高的问题而被淘汰。涂碳铝箔是在铝箔基体上涂覆一层导电碳为主的复合型浆料，该导电碳层起到连接铝箔和正极材料的作用，以期解决粘结力差、接触电阻高的问题。
2、目前，涂碳铝箔主要以转移式涂覆工艺制成。现有技术cn 114142041 a提供了一种涂碳铝箔及其制备方法；所述涂碳铝箔由以机械互锁方式结合的涂碳铝箔的碳层和铝箔构成。本专利技术还涉及前述涂碳铝箔的制备方法，包括：步骤1，将铝箔表面进行表面处理：物理毛化或化学刻蚀处理；步骤2，将铝箔表面喷涂溶剂；步骤3，将碳粉均匀喷涂在铝箔表面，进行第一次烘烤干燥；步骤4，将铝箔进行辊压处理；步骤5，将铝箔进行第二次烘烤干燥，即制得所述涂碳铝箔。本专利技术方法采用辊压处理，为了迫使碳粉和铝箔紧密结合，也是为了使碳粉和铝箔发生不可逆形变，在微凹坑处构建机械互锁结构，增强涂层和铝箔的附着力，从而实现了涂层牢固，不易脱落的目的。
3、现有技术中的转移式涂布比较容易调节涂布参数，不会出现堵料现象。但是缺点也比较明显：
4、1)浆料在辊间暴露于空气中，对浆料的性质有影响，开放式浆料槽容易受到空气中灰尘和颗粒物污染，且存在溶剂挥发，浆料固含量和粘度波动等问题；
5、2)由于液料表面张力或者浸润性差异，导致转移式涂布制备的涂炭铝箔具有比较明显的边缘效应，即涂布过程经常出现边缘厚
6、综上所述，亟需一种新型的涂碳铝箔涂布方式以改善涂碳铝箔的均匀性。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：
2、研制开发一种锂离子电池用涂碳铝箔及其制备方法，该铝箔涂覆浆料的制备方法采用环流体喷涂，使得涂碳铝箔正极活性物质结合更牢，导电性更好；
3、为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
4、一种锂离子电池用涂碳铝箔，所述铝箔涂覆浆料包括下述重量份的组分：
5、碳量子点1～5份；
6、导电炭黑5～10份；
7、羧甲基纤维素锂1～5份；
8、聚丙烯酸锂30～50份；
9、叔丁醇1～5份；
10、去离子水45～65份。
11、作为本方案的进一步改进，包括下述制备步骤：
12、1)导电浆料的配制
13、将5-10份导电炭黑、30-50份聚丙烯酸锂，加入到1-5份叔丁醇和45-65份去离子水的混合溶液中，砂磨处理，之后加入1-5份碳量子点、1-5份羧甲基纤维素锂，搅拌后得到复合导电浆料；
14、2)环流体喷涂
15、将上述配制好的导电浆料吸入规格为10ml、配备20g针头的注射器中，将注射器针头固定于环流体喷头正中，开启空压机，调节环流体喷头与铝箔距离为15～45cm，同时采用微量注射泵以5～50ml/h的速度持续泵出导电浆料，此时高压环状气流将导电浆料分散成微米液滴，喷涂至铝箔基体表面；
16、将喷涂导电浆料的铝箔取下，鼓风烘箱中85～95℃充分烘干，得到涂碳铝箔。
17、作为本方案的进一步改进，步骤1)中的砂磨处理时间为20～40min。
18、作为本方案的进一步改进，步骤1)中的搅拌速度为100～500rpm，搅拌时间为10～15min。
19、作为本方案的进一步改进，步骤2)中，空气压机中，调节气流压力为0.015～0.10mpa。
20、与现有技术相比，本专利技术具备下述有益效果：
21、1)本专利技术所配制的导电浆料配方简单，与含碳纳米管、石墨烯片涂炭浆料相比，通过引入碳量子点，成本更低、导电性能更好。此外，碳量子点表面丰富的羟基和粘结剂中羧基结合，形成稳态聚合物溶液，浆料稳定性和分散性也更好。碳量子点制备工艺简单、成本低，水溶性好。碳量子点可通过绿色环保的水热合成法大量合成，且制备工艺简单、制备成本低。例如，可通过葡萄糖水热法，一步合成粒径均一、良好水溶性的碳量子点。
22、2)与传统涂覆工艺相比，本专利技术提供的环流体喷涂工艺喷涂快速均匀，且高速气流更有利于纳米炭黑均匀分散，在喷涂过程中，大部分水溶剂随气流挥发，从而降低后道烘干温度和时间，有利于生产效率提升。通过简单控制气流压力及喷涂距离调整生产工艺，涂覆碳层更加均一稳定。(环流体喷雾技术不同于常规喷涂技术，环流体喷雾技术可以通过螺旋环状气流将导电浆料迅速打散成均匀液滴，并在出口处形成喇叭口喷雾，避免像常规喷雾出现空心化或者同心圆喷雾，如图1、2所示)。
23、3)本专利技术通过环流体喷涂获得的铝箔表面碳层蓬松多孔，形成连续的多重网络结构，有利于后续与正极活性物质的结合，网状结构更加连续稳定、导电性更好。
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1.一种锂离子电池用涂碳铝箔，其特征在于，所述铝箔涂覆浆料包括下述重量份的组分：
2.一种制备权利要求1所述的锂离子电池用涂碳铝箔的方法，其特征在于，包括下述制备步骤：
3.根据权利要求2所述的锂离子电池用涂碳铝箔的方法，其特征在于，步骤1)中的砂磨处理时间为20～40min。
4.根据权利要求2所述的锂离子电池用涂碳铝箔的方法，其特征在于，步骤1)中的搅拌速度为100～500rpm，搅拌时间为10～15min。
5.根据权利要求2所述的锂离子电池用涂碳铝箔的方法，其特征在于，步骤2)中，空气压机中，调节气流压力为0.015～0.10MPa。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用涂碳铝箔，其特征在于，所述铝箔涂覆浆料包括下述重量份的组分：
2.一种制备权利要求1所述的锂离子电池用涂碳铝箔的方法，其特征在于，包括下述制备步骤：
3.根据权利要求2所述的锂离子电池用涂碳铝箔的方法，其特征在于，步骤1)中的砂磨处理时间为20～40mi...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡雪松，廖财文，
申请(专利权)人：浙江凤启新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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