[发明专利]一种微孔电池铝箔的化学热腐蚀制备方法

说明书

技术领域

本发明一种微孔电池铝箔的化学热腐蚀制备方法，属于电池铝箔的制备技术领域。

背景技术

新材料和清洁能源都是国家层面的重点发展方向，锂离子电池是目前储能技术中应用最广泛的储能电芯，提高电芯能量存储密度是全世界追求的目标，电芯能量密度的提高主要依赖于其正、负极材料的发展进步，但也与锂离子电池的正负极集流体、正负极粘结剂、电解液和隔膜等材料的进步有关。

锂离子电池的正极采用的集流体一般为铝箔以及涂覆在其上的正极粉料（磷酸铁锂、钴酸锂或三元材料）所组成。传统的集流体材料一般选用表面光滑的铝箔，采用99.7%纯度的铝箔直接涂覆上活性物质，但表面光滑的铝箔与活性材料之间的结合较为松弛，对原料和辅料质量及工艺要求高，在加工及充放电过程中容易发生活性物质脱落或掉粉现象，降低了循环充放电效率及电池寿命，提高了元器件间的接触电阻，导致正极板导电性下降，从而影响了电池的综合性能。严重的影响了锂离子的综合性能。目前人们普遍采用粗化铝箔表面的方法来增加铝箔与正极粉料之间的黏结力，但该工艺并不能达到期望的效果。正极粉料与铝箔在卷绕柱状电池时和循环充放电过程中都会出现分离问题，进而导致产品合格率大副降低、使用寿命大副缩短和电池容量衰减明显，对使用三元材料的电池影响最为严重。

为了改善正极铝箔集流体，与正极浆料之间的粘结状态，日本和台湾的一些企业开发了微孔铜箔和微孔铝箔，这两种正负极集流体箔材每平方厘米上都制备了九个通孔，每个通孔的直径约为1mm。但他们所制备的铝箔和铜箔必须使用特制的电池自动生产线，其原因在于在原有的电池自动生产线上，使用此种通孔直径在1mm的铜箔或铝箔时，会出现背面渗浆现象，影响另一面的涂覆。

韩炜等人在专利CN 103618090A及CN 103617894A中利用酸性、碱性化学试剂，对铝箔进行酸碱刻蚀处理。得到的氧化铝箔接触电阻降低不明显，且在去腐蚀的过程中降低了铝箔的机械强度。其他国家在铝箔上成孔的方法，采用了滚压或激光烧蚀，而本发明的铝箔成孔采用的是盐类化合物腐蚀法，技术路线完全不同，所得到的微孔电池铝箔也具有特殊的结构与性能。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，目的是提供一种高性能锂电池微孔铝箔的化学热腐蚀制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：第一步，对轧制后的电池铝箔进行表面清洗祛除润滑剂；

第二步，将清洗后的电池铝箔全部浸入化学腐蚀液：所述的化学腐蚀液为盐溶液，含有摩尔浓度为0.1-3mol/L的Cl^-的阴离子，含有摩尔浓度为0.1-3mol/L的Fe³⁺和Cu²⁺的阳离子，腐蚀液温度为45±2℃，腐蚀时间为20-120S；

第三步，腐蚀后的电池铝箔清洗表面残留液体；

第四步，烘干。

在所述第三步和第四步之间设置有：亮化处理步骤。

亮化处理的亮化液包括：2-5g/L的 CrO₃、1-7g/L的 Na₂Cr₂O₇•2H₂O、0.1-1.5g/L的 NaF。

第一步中的清洗液包括5-20g/L 的NaOH、40-70g/L的 Na₂CO₃、10-40g/L的 Na₃PO₄，清洗液中时间≥6s。

第三步中的清洗液包括：清洗液的配方：Na₂SO₄（0.4~0.8）g/L＋CaSO₄（0.5~1）g/L＋柠檬酸（0.1~0.3）g/L。

亮化处理后进行清洗，清洗液的配方：Na₂SO₄（0.4~0.8）g/L＋CaSO₄（0.5~1）g/L＋柠檬酸（0.1~0.3）g/L。

第二步中，电池铝箔上下表面同时浸泡在腐蚀液中，使腐蚀液以循环的流动方式在铝箔上下表面流动，以达到使上下表面腐蚀均匀。

第二步中，所述的化学腐蚀液为：0.1~0.8mol/LCuCl₂、0.1~1mol/LFeCl₃，