[发明专利]一种用于正极集流体的铝铜钛合金箔及其制造方法

说明书

本发明的一种用于正极集流体的铝铜钛合金箔，该合金箔的化学成分为：钛元素（0.1±0.01）wt%、铜元素0.07wt%～0.16wt%，剩余的为铝元素以及一些不可避免的杂质；铝铜钛合金箔在125℃下热处理5小时后，抗拉强度为208.80～225.45 MPa，延伸率为1.42%～1.73%，电导率范围为55.51%～56.82%IACS。本发明成分设计简单，易于调控，无Si、Fe、Zn、Mn等传统合金化元素，主要通过复合添加Cu、Ti元素进行微合金化优化来显著提升铝合金基体的耐蚀性，同时获得了综合优良的高抗拉强度和高电导率。

技术领域

本发明属于铝合金箔技术领域，具体涉及一种用于正极集流体的铝合金箔及其制造方法。

背景技术

随着石油、天然气等传统能源的过度开采及使用，一系列生态环境问题日益突出如全球变暖、土壤酸化等。现如今，经济社会的快速发展离不开能源的支撑和推动，然而石油、天然气、煤炭等传统能源不仅面临着枯竭问题，同时会造成严重的生态环境破坏。因此，消除对化石能源的依赖，致力于可持续发展战略，创造一个“无碳”的未来成为了全人类共同奋斗的目标。

解决目前所面临化石能源枯竭以及环境污染问题的关键之一在于开发高质量的储能元件，它既可以有效地利用现有能源，又可以开发利用新能源。作为当前研究和应用较为成熟的新型储能器件，锂离子电池凭借其高能量密度、高输出电压、低自放电率、循环寿命长以及无记忆效应等诸多优点长期成为研究和应用的重点，广泛应用于便携式电子设备、新能源汽车以及储能电站等领域。

锂离子电池正负集流体是电池的重要的组成部分，主要是作为正负极材料的支撑结构，以及收集电极材料的电流并完成大电流的外部输出。对正极集流体而言，最重要的是要有足够的强度、较好的电学性能和良好的耐蚀性。金属铝具有高的比强度、较高的导热系数、良好的电学性能，并且Al表面形成的致密Al₂O₃氧化膜不仅提高了铝合金在电解质介质中的耐蚀性，而且还有助于正负极混合浆料与其充分接触。正是鉴于以上的优点，铝箔常常被用作锂离子电池正极集流体。

目前集流体的研究集中在集流体厚度的减薄上，这可以使其支撑更多的活性材料，从而提升电池的容量，但是集流体厚度的减薄会造成集流体强度的降低，集流体将会在涂覆过程中易于发生变形、断裂等问题。另外，低的电导率会造成在大电流传输过程中能量的损耗，损耗的能量转化为热能引起电池内部温度的上升，对电池的安全性以及稳定性造成影响。此外，集流体长期与电解液接触，难免会发生腐蚀，这会对电池的安全性能造成极大的影响，尤其正极铝箔集流体发生严重腐蚀时，电池会无法正常工作。显然，高强度、高电导率以及优良抗腐蚀性能是高品质锂离子电池正极集流体用铝合金箔的三个重要性能指标。