技术领域
[0001] 本
发明涉及
电池正极材料技术领域，尤其是一种正极铝箔集流体性能改善方法。
背景技术
[0002]
锂离子电池具有
电压高、
能量密度高、无记忆效应、
循环寿命长、自放电低等优点，被广泛应用。正极材料的性能，将决定着锂离子电池的性能。目前，锂离子电池主要由有机
电解液、隔膜、正极、负极、集流体等部件组成。由于锂离子电池使用的液态有机电解液的导
电能力较弱，为了实现锂离子电池的大
电流充放电性能，锂离子电池的正极材料和
负极材料一般都加工成粉末状，再将正极材料的粉末或负极材料的粉末，采用
粘合剂粘结在集流体上，实现电流的收集。因此，对于锂离子电池来说，集流体的表面状况、集流体与正极材料和负极材料之间的
接触阻抗、集流体在充放电过程中表面状况变化情况，对电池的性能均有着较大程度的影响，例如：充电时，锂离子电池的正极铝箔集流体容易发生
钝化而增大
电极的极化，使得电池的充放电性能明显下降；锂离子电池的正极铝箔集流体与正极材料间粘接不牢固而出现掉粉的现象，影响着电池充放电性能和电池的安全性能。
[0003] 锂离子电池正极材料的粉末与铝箔集流体粘结时，粘结部分是由被粘结铝箔、胶粘剂和
石墨导电剂等组成；目前，对被粘结铝箔表面进行处理的研究较少，主要都是通过在锂离子电池正极的铝箔集流体上预先涂覆
石墨烯或者
碳粉等，以达到改善铝箔的性能，实现抑制电池极化、减少热效应、提高
倍率性能、降低电池内阻等作用的。但是，
现有技术中，由于对被粘接铝箔
表面处理不恰当，导致采用胶粘剂粘接铝箔过程中，其粘接强度不高，使得粘接应用性能较差。
发明内容
[0004] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种正极铝箔集流体性能改善方法。
[0005] 具体是通过以下技术方案得以实现的：
[0006] 本发明创造的目的之一是提供正极铝箔集流体性能改善方法，包括以下步骤：
[0007] (1)将铝箔采用预处理液在40-50℃下浸泡处理10-20s；
[0008] (2)将步骤(1)处理后的铝箔置于氟
硼酸钠溶液中，在80-100℃下处理30-50s，采用清
水冲洗干净，晾干，即得；所述的预处理液是由
硫酸钠2-8g/L，
醋酸钾1-3g/L，辛基
苯酚聚
氧乙烯醚5-7g/L以及水组成；所述的氟硼酸钠溶液是由
磷酸盐4-11g/L，氟化铵1-5g/L，醋酸盐3-8g/L，氟硼酸钠14-17g/L以及水组成。经过铝箔采用预处理液进行处理，不仅能够清除铝箔表面的污渍，还有助于铝箔金属基体完全裸露出来，使得在氟硼酸钠溶液处理过程，能够与磷酸盐、氟化铵、醋酸盐以及氟硼酸钠存在的环境下，使得在金属表面形成微孔膜，进而增强铝箔韧性以及粘接性能，使得胶粘剂涂覆在铝箔表面之后，能够渗透到铝箔表面的微孔中，提高粘接强度，增强粘接性能。
[0009] 优选，所述的磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢
钙中的一种或者几种的任意混合比混合。
[0010] 优选，所述的醋酸盐为醋酸锌、醋酸钾中的一种或者两种的任意
质量比混合。
[0011] 优选，所述的氟硼酸钠溶液是由磷酸盐8g/L，氟化铵3g/L，醋酸盐5g/L，氟硼酸钠16g/L以及水组成。
[0012] 所述的预处理液是由硫酸钠5g/L，醋酸钾2g/L，辛基苯酚聚氧乙烯醚6g/L以及水组成。
[0013] 本发明创造的方法改善的正极铝箔集流体是采用胶粘剂涂覆在表面后，粘接正极材料，应用于锂电池、锂离子电池、
聚合物电池或者超级电池。
[0014] 优选，所述的胶粘剂是将2g聚偏氟乙烯
树脂溶于30-40ml二甲基乙酰胺中，再加入1-2g
丙烯酸树脂溶解，搅拌均匀制备而成。经过采用该胶粘剂，能够大幅度提高与处理过的铝箔表面的粘接力，增强抗
剥离强度。
[0015] 本发明创造的目的之二是提供用于粘接正极铝箔集流体和电池正极材料粉末的胶粘剂制备方法，将2g聚偏氟乙烯树脂溶于30-40ml二甲基乙酰胺中，再加入1-2g丙烯酸树脂溶解，常温下，搅拌均匀制备而成。
[0016] 与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：
[0017] 经过对铝箔表面采用预处理液预处理，不仅使得铝箔表面的污渍被清除掉，使得金属基体完全裸露，而且还能够对金属基体表面负载一些酸根离子，使得在未经洗涤下，进入到氟硼酸钠溶液中进行处理，进而有助于在金属基体表面形成微孔膜，不仅增强了铝箔的韧性，而且还使得铝箔能够与胶粘剂紧密结合，增强粘接强度，提高抗剥离强度。
[0018] 尤其结合对胶粘剂成分的配制和选取，使得采用该胶粘剂用于对上述处理过后的铝箔进行涂覆胶粘电池正极材料粉末，其不会掉粉，而且粘接强度较高，降低了阻抗。
具体实施方式
[0019] 下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
[0021] 正极铝箔集流体性能改善方法，包括以下步骤：
[0022] (1)将铝箔采用预处理液在40℃下浸泡处理10s；
[0023] (2)将步骤(1)处理后的铝箔置于氟硼酸钠溶液中，在80℃下处理30s，采用清水冲洗干净，晾干，即得。
[0024] 所述的预处理液是由硫酸钠2g/L，醋酸钾1g/L，辛基苯酚聚氧乙烯醚5g/L以及水组成；
[0025] 所述的氟硼酸钠溶液是由磷酸二氢钠4g/L，氟化铵1g/L，醋酸锌3g/L，氟硼酸钠14g/L以及水组成。
[0026] 实施例2
[0027] 正极铝箔集流体性能改善方法，包括以下步骤：
[0028] (1)将铝箔采用预处理液在50℃下浸泡处理20s；
[0029] (2)将步骤(1)处理后的铝箔置于氟硼酸钠溶液中，在100℃下处理50s，采用清水冲洗干净，晾干，即得。
[0030] 所述的预处理液是由硫酸钠8g/L，醋酸钾3g/L，辛基苯酚聚氧乙烯醚7g/L以及水组成；
[0031] 所述的氟硼酸钠溶液是由磷酸二氢钾与磷酸二氢钙等质量混合11g/L，氟化铵5g/L，醋酸钾8g/L，氟硼酸钠17g/L以及水组成。
[0032] 实施例3
[0033] 正极铝箔集流体性能改善方法，包括以下步骤：
[0034] (1)将铝箔采用预处理液在45℃下浸泡处理15s；
[0035] (2)将步骤(1)处理后的铝箔置于氟硼酸钠溶液中，在90℃下处理40s，采用清水冲洗干净，晾干，即得。
[0036] 所述的预处理液是由硫酸钠6g/L，醋酸钾2g/L，辛基苯酚聚氧乙烯醚6g/L以及水组成；
[0037] 所述的氟硼酸钠溶液是由磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠等质量比混合8g/L，氟化铵3g/L，醋酸锌与醋酸钾等质量混合5g/L，氟硼酸钠16g/L以及水组成。
[0038] 实施例4
[0039] 正极铝箔集流体性能改善方法，包括以下步骤：
[0040] (1)将铝箔采用预处理液在40℃下浸泡处理20s；
[0041] (2)将步骤(1)处理后的铝箔置于氟硼酸钠溶液中，在80-100℃下处理50s，采用清水冲洗干净，晾干，即得。
[0042] 所述的预处理液是由硫酸钠8g/L，醋酸钾2g/L，辛基苯酚聚氧乙烯醚5g/L以及水组成；
[0043] 所述的氟硼酸钠溶液是由磷酸二氢钙11g/L，氟化铵1g/L，醋酸锌与醋酸钾等质量混合3g/L，氟硼酸钠15g/L以及水组成。
[0044] 实施例5
[0045] 用于粘接正极铝箔集流体和电池正极材料粉末的胶粘剂制备方法，将2g聚偏氟乙烯树脂溶于30ml二甲基乙酰胺中，再加入1g丙烯酸树脂溶解，常温下，搅拌均匀制备而成。
[0046] 实施例6
[0047] 用于粘接正极铝箔集流体和电池正极材料粉末的胶粘剂制备方法，将2g聚偏氟乙烯树脂溶于40ml二甲基乙酰胺中，再加入2g丙烯酸树脂溶解，常温下，搅拌均匀制备而成。
[0048] 实施例7
[0049] 用于粘接正极铝箔集流体和电池正极材料粉末的胶粘剂制备方法，将2g聚偏氟乙烯树脂溶于35ml二甲基乙酰胺中，再加入1.5g丙烯酸树脂溶解，常温下，搅拌均匀制备而成。
[0050] 实施例8
[0051] 用于粘接正极铝箔集流体和电池正极材料粉末的胶粘剂制备方法，将3g聚偏氟乙烯树脂溶于29ml二甲基乙酰胺制备而成。
[0052] 实施例9
[0053] 与实施例5不同的是：2.5g丙烯酸树脂。
[0054] 实施例10
[0055] 与实施例6不同的是：0.5g丙烯酸树脂。
[0056] 实施例11
[0057] 与实施例6不同的是：1g丙烯酸树脂。
[0058] 本发明创造采用实施例8制备的胶粘剂分别涂覆在实施例1-4制备的铝箔上，并经过180℃加
热处理10min后，测定其剥离强度；同时，制备涂覆实施例8的胶粘剂的铝箔采用磷酸
铁锂正极材料粉末样品，在2C倍率电流下充放电，并对其首次循环放电容量以及50次循环放电容量进行检测，其结果如下表1所示：
[0059] 表1
[0060]
[0061] 由表1数据显示可以看出，对于本发明创造处理后的铝箔，其抗剥离强度维持较高，而且能够使得制备而成的电池的放电容量衰减率较低，性能稳定。
[0062] 进一步，本研究者针对上述技术，对于采用的胶粘剂成分进行了研究，并以实施例2制备的铝箔集流体作为试验材料，采用实施例5-11制备的胶粘剂进行涂覆在其表面，并采用180℃加热处理10min后，测定其剥离强度，其结果如下表2所示：
[0063] 表2
[0064] 剥离强度(N/mm2)
实施例5 0.0902
实施例6 0.0877
实施例7 0.0894
实施例8 0.0805
实施例9 0.0764
实施例10 0.0776
实施例11 0.0913
[0065] 由表2的数据显示可以看出，对于胶粘剂的合理配比以及原料的选取，均将有助于提高粘接的强度和抗剥离性能，尤其是对于原料成分的加入量的控制，将会极大程度的对胶粘剂粘接性能造成影响，而本发明创造经过对胶粘剂的原料成分进行合理的搭配与配比设计，使得其能够有效的改善胶粘剂与本发明创造中改善的铝箔集流体粘接的性能，增强抗剥离强度。
[0066] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
