[发明专利]一种正极集流体铝箔的预处理方法及正极集流体和电池

说明书

本发明公开了一种正极集流体铝箔的预处理方法及正极集流体和电池，包括:S1：使用紫外线准分子灯照射铝箔表面，去除铝箔表面的油污；S2：使用激光清洗机清洗S1得到的铝箔，去除铝箔表面的不规则氧化层；S3：将S2得到的铝箔作为阳极，使用导电金属材料作为阴极，在混酸溶液中进行直流氧化；S4：将S3得到的铝箔置于超声清洗机中，30℃‑50℃加热超声清洗15mi n；S5：采用真空干燥法去除S4得到的铝箔表面的水分，然后在铝箔表面涂覆功能化硅烷偶联剂的涂层，得到预处理的正极集流体铝箔。

技术领域

本发明涉及动力电池材料技术领域，特别涉及一种正极集流体铝箔的预处理方法及正极集流体和电池。

背景技术

金属铝拥有良好的机械强度和延展性，质量轻，价格便宜，而且电子导电性好，化学和电化学稳定性高，因此被广泛应用于动力电池正极集流体。在自然条件下，金属铝表面会形成一层较厚的氧化铝钝化膜，大大提高了正极集流体铝箔在电解液中的稳定性。但在动力电池充放电过程中，正极部分电压较高，铝箔与氧化性极强的电解液直接接触时很容易发生腐蚀，而且电解液中的锂盐等物质也会对铝箔产生腐蚀。另外，正极材料在充放电过程中由于金属阳离子的嵌入和脱出而产生形变，容易造成活性物质脱落，影响电池的循环寿命。因此，需要对铝箔进行改进。

发明专利(CN111430726A)公开了一种锂离子电池用铝集流体的制备方法，包括：

步骤一，铝箔表面除油后干燥；

步骤二，表面预处理：铝箔在55℃-65℃、质量百分比浓度为7％-13％的H₃PO₄溶液中浸泡2分钟-5分钟，清洗后干燥；

步骤三，涂层：铝箔涂覆1.0μm-2.0μm厚的防腐层，涂层方法为：将铝箔浸涂质量百分比浓度为3％-5％的丙烯酸酯类聚合物的乙酸乙酯溶液；干燥；

步骤四：交流刻蚀：40℃-50℃、2mol/L-3mol/LHCl+1g/L葡萄糖液中，以5mA/cm²-20mA/cm²、50Hz交流电刻蚀3min-5min，清洗后干燥，得表面分布有5μm-10μm微孔的锂离子电池用铝集流体。

该发明专利制备的锂离子电池用铝集流体表面分布有孔径5μm-10μm微孔，涂覆时正极活性材料进入孔洞中与铝箔“啮合”，提高了由此制备的锂离子电池的放电容量、大电流放电性能和循环性能。但是，该发明专利使用湿法清洗去除表面油污及氧化层，清洗时间较长，清洗过程中化学溶液的残留易对环境及铝箔本身性能产生影响，清洗液使用成本较高。

因此，开发一种环保型表面具有致密、结合力强的多孔氧化物膜层的动力电池用铝箔，从而提升其在电解液中的耐蚀性、附着力，最终达到提升电池整体性能目的，是非常必要的。

发明内容

本发明实施例提供的一种正极集流体铝箔的预处理方法及正极集流体和电池，采用紫外线准分子灯输出的短波紫外光照射的方法清洗铝箔表面，可使铝箔表面在清洗时不受表面张力地影响，相较于湿法清洗，这种干法清洗铝箔表面的方法在其表面进行超细微的清洗，是精确到颗粒的分子级别的清洗，可以使铝箔表面的清洁度更高，之后再使用激光清洗机清洗铝箔表面，进一步提高清洗效率，减少了处理过程中化学溶液地使用量，体现了优异地环境友好性，节约了生产成本，减小环境污染；本发明通过涂布的功能化硅烷偶联剂涂层进一步增强了铝箔表面的防腐蚀性能，降低了铝箔表面的表面能；本发明的预处理方法简洁环保，大大节约了铝箔预处理的时间，干法清洗较于传统湿法清洗节约了处理成本；使用本发明的预处理方法得到的正极集流体铝箔的表面具有均匀致密的多孔氧化铝膜层，能有效提升铝集流体在电解液中的耐蚀性和附着力；使用该预处理的正极集流体铝箔制得的动力电池具有优异的阻抗性能和充放电循环性能，最终达到提升动力电池整体性能的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种正极集流体铝箔的预处理方法，所述预处理方法包括: