[发明专利]一种低电阻率的锂离子电池正极集流体

说明书

本发明提供一种低电阻率的锂离子电池正极集流体，所述集流体为铝合金箔，成分：Fe：0.05～0.5wt％、La：0.06～0.08wt％、Si：0.09～0.11wt％，其余为铝。本发明具有较低的电阻率，导电性能优异，冷轧态的铝合金箔电阻率为2.88～2.93μΩ·cm；经120℃5小时热处理后的铝合金箔电阻率为2.79～2.89μΩ·cm。

技术领域

本发明涉及一种低电阻率的锂离子电池正极集流体，属于锂离子电池领域。

背景技术

随着国家“弯道超车”政策的实施以来，电动汽车产业得到大力发展，锂离子电池作为电动汽车的主要动力之一，由于其固有的能量密度高、充放电效率高、循环稳定性好等优点得到广泛应用。正极集流体材料作为锂离子电池重要的组成部分，其主要起到支撑正极活性材料和导电的功能。目前随着铝合金箔的成分越来越复杂，虽然有利于合金强度的提高，但是铝合金箔的导电性能越来越难提高，降低铝合金箔的电阻率成为一个难题。

专利CN 103397227 A中提供一种用于锂离子电池正极集流体的Al-Fe-Mn-Si-Mg-Ti-Zr铝合金箔及其制造方法，其冷轧态抗拉强度为200MPa～240MPa，但是电阻率很高(3.13～3.42μΩ·cm)，未报道热处理对铝箔电阻率的影响。专利CN 102787259 A中提供一种用于锂离子电池正极集流体的Al-Fe-Mn-Si-Ti-B铝合金箔，其冷轧态抗拉强度为221MPa～242MPa，尽管合金的电导率远远超过要求，但是电阻率却高达3.49μΩ·cm～3.60μΩ·cm，未报道热处理对铝合金箔电阻率的影响。专利CN 107768683 A中提供一种用于锂离子电池正极集流体的微孔铝箔，其铝箔上通孔和盲孔，且在微孔铝箔上下表面分布着多个刻痕，其冷轧态抗拉强度为169MPa～176MPa，电阻率为3.21μΩ·cm～3.29μΩ·cm，铝合金箔的抗拉强度和导电性能都不理想。

发明内容

本发明为了解决上述导电性能不足的问题，提供了一种低电阻率的锂离子电池正极集流体，冷轧态的铝合金箔电阻率为2.88～2.93μΩ·cm；经120℃5小时热处理后的铝合金箔电阻率为2.79～2.89μΩ·cm，并且保证达到了≥150MPa的抗拉强度的要求。

本发明提供一种低电阻率的锂离子电池正极集流体，所述集流体为铝合金箔，包括：Fe：0.05～0.5wt％、La：0.06～0.08wt％、Si：0.09～0.11wt％，其余为铝。

所述铝合金箔为冷轧态铝合金箔，厚度为0.06～0.08mm，抗拉强度为171.53～217.11MPa，电阻率为2.88～2.93μΩ·cm。

本发明还提供所述的低电阻率的锂离子电池正极集流体的制备方法，其特征在于：用Al-75wt％Fe、Al-20wt％La和Si粉熔铸出铝合金铸锭，之后进行均质化处理、热轧、冷轧、中间退火和终轧。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

Al-Fe-La-xCu锂离子电池正极集流体用铝合金箔，其特征在于：添加0.06～0.08wt％稀土元素La，0.05～0.5wt％Fe元素、0.09～0.11wt％Si元素，其余为铝以及其他一些难以避免的杂质。其制备过程：用Al-75wt％Fe、Al-20wt％La和Si粉熔铸出铝合金铸锭，之后进行均质化处理、热轧、冷轧、中间退火和终轧。

本发明的优点在于以下几点：

1)本发明添加0.05～0.5wt％Fe元素，Fe元素易与Al元素生成AlFe相，有利于合金强度的提高，保证合金的抗拉强度达到要求。

2)加入0.06～0.08wt％稀土元素La，稀土元素La对铝合金有良好的变质作用、精炼净化作用和合金化作用，可以改善Al-Fe合金的微观结构从而提升Al-Fe合金的综合性能。