[发明专利]一种三维多孔锂离子电池负极片的制备方法

说明书

一种三维多孔锂离子电池负极片的制备方法，用于三维多孔锂电池负极片的制作。本发明通多孔铜箔粗化工艺、水洗工艺、三维多孔铜箔表面钝化工艺、涂布工艺制备得负极片卷料。本发明将多孔铜箔在放卷涂布前，先设计铜箔表面三维粗化槽，将铜箔表面进行三维状小颗粒瘤化，以提高其表面的比表面积，增加与活性物质的接触面积，提高机械粘合力，同时保持铜箔的粗糙度基本不变，在三维粗化过程中，铜箔的多孔特征继续保持，通过进一步钝化后，铜箔表面用挤辊直接挤干，不烘干，就直接进入浆料涂布环节，涂布完成后，再进入烘干、收卷工序。有效解决了三维多孔锂离子电池负极片的制备难度，提高了粘合力，将箔材三维化及负极片制作一体化，既能高效快速制作负极片，又节能降耗。

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造技术领域，具体是一种三维多孔锂离子电池负极片的制备方法。

背景技术

随着锂离子电池的普及，其应用范围越来越广泛，对电池要求也越来越高，尤其是新能源汽车要求动力型锂离子电池安全性能更好，电池容量更高，循环寿命更长。目前各锂离子电池制造商针对以上要求，不断研发，或通过更有效利用电池有效空间以提高电池的能量密度，或更充分地发挥电池活性物质的电化学活性以提高其有效利用率，均未能很好地满足新能源汽车电池诸多要求。为更好突破上述瓶颈，行业纷纷转向三维锂离子电池的研究，将极片载体箔材进行三维多孔化，使用三维箔材技术以提高箔材与活性物质的粘合力。锂离子电池的极片三维性主要体现在箔材上，通常用箔材冲孔加工或腐蚀，但多孔箔材的三维性并不好，对活性物质的粘附力不强。如果箔材在涂布前直接压成三维状，箔材收卷容易松动，收卷长度不够，批量制造有难度。因此，三维多孔锂电池负极片的制作工艺及方法是目前亟待解决的问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种三维多孔锂离子电池负极片的制备方法，以提高三维多孔锂离子电池负极片的制造质量。

为实现上述发明目的，本发明三维多孔锂电池负极片通过多孔铜箔三维粗化工艺、水洗工艺、三维多孔铜箔表面钝化工艺、涂布工艺制备得负极片卷料。

所述多孔铜箔三维粗化工艺步骤:多孔铜箔在三维槽中作阴极，在多孔铜箔相对面80mm极距处安装阳极，中间保持三维粗化液流通，在直流电的作用下进行表面电镀三维粗化；三维槽中三维粗化溶液的铜离子浓度保持在15-20g/L，硫酸浓度保持在90-105g/L，溶液温度保持在15-25℃，溶液流量保持在0.5-5m³/h，电流密度为80-120A/dm²，多孔铜箔速度为4-8m/min；粗化时，有酸雾冒出，需要加酸雾引风装置。

所述的水洗工艺步骤：在清洗槽里设置有喷淋管，每根喷淋管上装有十至十四个2-5L/min的雾化喷嘴，在三维多孔铜箔两面各设置上下两根喷淋管，喷洗完成后，喷洗水直接排入废水处理设备；喷洗水采用去离子纯水，水温保持在20-30℃，供水压力为2-3kgf，三维多孔铜箔速度为4-8m/min。

所述的三维多孔铜箔表面钝化工艺步骤：三维多孔铜箔在钝化槽中作阴极，在其相对面80mm极距处安装阳极，中间保持钝化液流通，在直流电的作用下进行表面电镀钝化；钝化槽中钝化液磷酸含量为0.5-1g/L，三氧化铬含量为0.7-1.2g/L，硫酸锌含量为1.3-2.5g/L，电流密度保持在10-50A/dm²，钝化液流量为1-5 m³/h，温度保持在20-30℃，三维多孔铜箔速度为4-8m/min；钝化完成后骤进入喷淋水洗装置，按上述水洗工艺步骤在清洗槽里进行水洗。

所述的涂布工艺步骤：将三维多孔铜箔双面同时挤压涂敷负极浆料，涂布烘箱温度保持在90℃-150℃，三维多孔铜箔走速为4-8m/min，制备得锂离子电池负极片，并收成卷状负极片。