[发明专利]锂离子电池负极极耳材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种锂离子电池负极极耳材料，尤其是一种制造成本低、使用性能良好的锂离子电池负极极耳材料。

【背景技术】

锂离子电池是继MH-Ni电池后发展起来的最新一代充电电池，因具有工作电压高、能量密度大、安全性好、重量轻、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、无污染等优点而成为新能源开发的重点研究领域。目前锂离子电池的负极通常采用金属镍作极耳，但是纯镍价格昂贵，对降低电池的制造成本非常不利。另外，金属镍材质的负极极耳的内阻值较高，工作过程中当有大电流通过时极耳自身温度会剧烈升高而可能使正负极片之间的隔膜熔融，造成电池短路，引发安全事故。

【发明内容】

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种制造成本低、使用性能良好的锂离子电池负极极耳材料。

为解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子电池负极极耳材料，包括铜基体层，在铜基体层表面覆设有锡镍合金层。

作为本发明极耳材料的改进，可在铜基体层的上下表面均覆设锡镍合金层。铜基体层的厚度选择范围可为0.07-0.15mm；锡镍合金层的厚度选择范围可为0.5-2.5μm。铜基体层的厚度可优选为0.1-0.105mm；锡镍合金层的厚度可优选为0.8-1.5m。

在该材料中，铜、锡和镍三者的重量百分含量分别为：锡1.5-2.5wt％，镍0.1-0.5wt％，余量为铜。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种制造成本低、使用性能良好的锂离子电池负极极耳材料的制备方法。

为解决该技术问题，本发明提供一种锂离子电池负极极耳材料的制备方法，该方法包括在铜基体层表面电镀锡镍合金层的过程。

在铜基体层表面电镀锡镍合金层时，所用电镀液中包括镍水、锡盐和导电盐；电镀液中含镍8-16g/L、含锡20-40g/L、含导电盐150-250g/L；电镀电流密度0.7-1A/dm²，时间3-5min，温度25-55℃，PH值7.4-8.5。镍水可选用硫酸镍、氯化镍、硝酸镍、甲酸镍或硫酸镍铵；锡盐可选用硫酸亚锡、四氯化锡、氯化亚锡、氟化亚锡或氟硼酸亚锡；导电盐可选用焦磷酸钠、焦磷酸钾、次磷酸钠、次磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氢氧化钾或重铬酸钾。

铜基体层的制备过程为：

a.将成型的铜材加热至850-950℃，保温8-15min，然后退火；b.轧制；c.酸洗；d.精轧至所需厚度。加热使铜材软化，退火可消除应力，轧制过程将铜材压薄，酸洗可保证铜材表面清洁。

作为本发明方法的改进，在步骤d之前，进行两次或两次以上从步骤a到步骤c的循环，将铜材逐渐压薄。

每次步骤a到步骤c的循环中，在步骤a之后、步骤b之前，可对铜材进行铣面以保证表面平整、光滑。

电镀后对极耳材料进行分条，控制每条极耳材料的宽度，使分条后的每条极耳材料的宽度符合使用要求。可用高精密分条机对极耳材料进行分条。

在精轧之后铜基体层如果存在斜边、破边等缺陷，电镀之前将铜基体层的边缘切齐以消除缺陷。

步骤a所用铜材可以是将铜熔解后铸造成型得到的。

本发明采用铜作为锂离子电池负极极耳材料的基体层可以提高电导率、降低内阻；合金层中采用锡可以改善导热性，散热较快；合金层中采用镍可以保证极耳材料具有一定的柔韧性，使极耳材料具有良好的机械性能。采用本发明极耳材料可以使电池负极极耳具有良好的机械性能和抗腐蚀性，热导率和电导率较高，内阻低，成本低廉。

【附图说明】

为了便于说明，本发明使用下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1是本发明锂离子电池负极极耳材料的剖视示意图。

图2是采用本发明锂离子电池负极极耳材料的锂离子电池的立体示意图。

图3是图2中的局部A的放大不意图。

【具体实施方式】

实施例1

将铜熔解后铸造成型得到铜坯，然后采用以下方法制得负极极耳材料：

1).将铜坯加热至900℃，保温10min，然后退火；

2).铣面；

3).轧制；

4).酸洗；

5).重复步骤1)至步骤4)三次，将铜坯逐渐压薄；

6).精轧得到厚度为0.1mm的铜基体层；

7).铜基体层如果存在斜边、破边等缺陷，将铜基体层的边缘切齐；

8).在铜基体层的上下表面电镀锡镍合金层得到负极极耳材料，锡镍合金层的厚度为0.8μm；

9).用高精密分条机对负极极耳材料进行分条得到负极极耳。