[发明专利]一种涂碳铝箔及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明提供了一种涂碳铝箔及其制备方法和锂离子电池。所述方法包括：(1)将氧化剂、第一溶剂与导电剂混合，静置，得到导电剂复合材料；(2)在保护性气氛下，将步骤(1)所述导电剂复合材料与表面活性剂在第二溶剂中混合，进行反应，干燥后得到固体产物；(3)将步骤(2)所述固体产物与粘结剂在第三溶剂中混合，得到改性复合浆料；(4)用将步骤(3)所述改性复合浆料喷涂到预处理的铝箔上，得到所述涂碳铝箔。本发明提供的方法制备的是提高正极极片剥离力的涂碳铝箔，并且能提升电芯的各方面性能。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，涉及一种涂碳铝箔及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、循环性能好、工作温度宽、无记忆效应、自放电小、安全性高等优点，随着时代的多元化，锂离子电池的使用范围不断扩宽，并迅速发展成为新一代储能能源，用于信息技术、电动车、混合动力车和航天航空等领域的动力支持。锂离子电池中，集流体是不可或缺的组件之一，其不仅起到承载活性物质的作用，同时将电化学反应所产生的电子汇集起来导至外电路，从而实现化学能转化为电能的过程，由此可知，集流体与活性物质接触的优劣(反应为剥离力大小)是影响电池充放电性能的重要因素。

传统的锂离子电池正极主要使用铝箔作为集流体，在锂离子电池的极片制备工艺中，活性物质浆料直接涂敷于铝箔表面，经烘箱干燥后，粘结剂可将活性材料固定于集流体表面，但刚性的金属集流体与活性材料颗粒间的接触面积有限，这会导致界面电阻增大，引起电池内阻的上升，对于电池性能存在负面影响，特别是大倍率充放电条件下的电性能会显著降低；并且粘结剂的粘结强度有限，在持续的充放电过程中，很容易发生活性材料与集流体间的膨胀脱离，导致电池内阻进一步增大，进而影响电池的循环寿命和安全性能。

常用的导电碳材料主要有炭黑、石墨、碳纳米管等，但这些导电材料热导率较低，使用时不利于电池散热，且这些导电碳材料在水中的分散性较差，因此涂覆时很难使涂层均匀、细腻地涂覆在铝箔上，降低了涂层和铝箔的结合强度和集流体的稳定性，导致正极极片剥离力。

CN111073483A公开了一种正极水性涂碳铝箔涂料及其制备方法，该正极水性涂碳铝箔涂料，包括以下组分，水性树脂、水性交联剂、催化剂、导电碳材料和水，水性交联剂包括高度甲醚化三聚氰胺甲醛树脂和异氰酸酯中的一种或两种，催化剂包括对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、氨基磺酸、二壬基萘二磺酸和二壬基萘磺酸中的一种或多种。所述正极水性涂碳铝箔涂料还包括流平剂，所述流平剂包括丙烯酸酯类流平剂、聚醚改性有机硅氧烷类流平剂、有机氟碳类流平剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、可降低表面张力的含有醚键化合物和可降低表面张力的含有双亲性基团化合物中的一种或多种，所述流平剂的重量组分为0.1～1份。

CN109411762A公开了一种涂碳铝箔及其制备方法，所述涂碳铝箔包括铝箔本体，所述铝箔本体依次向外的复合导电层和CNT导电层，所述涂炭铝箔的制备方法，包括以下步骤：S1：对铝箔本体进行预处理；S2：将粘结剂和溶剂混合搅拌均匀，然后加入两种或多种导电剂，混合均匀，得到复合导电浆料；S3：将复合导电浆料装入静电纺丝装置中，对铝箔进行喷涂，然后烘干得到第一层复合涂炭铝箔；S4：将粘结剂和溶剂混合搅拌均匀，加入CNT导电剂，混合均匀得到CNT导电浆料；S5：将CNT导电浆料装入静电纺丝装置中，在第一层复合涂炭铝箔上喷涂CNT导电层，烘干得到涂炭铝箔。

但是上述方案均存在着涂碳铝箔产品在正极极片剥离力上有待进一步提升，并且需要使用其制备的电芯性能尚待改进的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种涂碳铝箔及其制备方法和锂离子电池。本发明提供的方法制备的是提高正极极片剥离力的涂碳铝箔，并且能提升电芯的各方面性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种涂碳铝箔的制备方法，所述方法包括以下步骤：