[发明专利]适用于锂离子电池的铝箔及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属铝技术领域，尤其涉及一种适合锂离子电池用的铝箔及其制备方法。

背景技术

锂离子电池用铝箔要求比普通铝箔要求高：

第一，锂离子电池用铝箔工作环境比较苛刻，在锂离子电池充放电过程中，正极材料容易发热，正极材料接触面积最大的是铝箔。铝箔在热循环后，要求仍能够保持较好的拉伸强度与其他的力学性能指标。

第二，锂电池用铝箔的工作环境为电池内部，有六氟磷酸锂电解液的腐蚀作用，所以要求铝箔耐电解液的腐蚀，电解液为六氟磷酸锂，属于离子液体，对任何金属都有电化学以及化学腐蚀。

第三，锂离子电池在充放电的时候，有外加电场，所以电化学腐蚀性极快，普通的高纯铝，在这种环境下，表面腐蚀速率非常快。高纯铝箔普通的钝化工艺，只生成一种带隧道效应的三氧化二铝钝化膜，但是这种钝化膜是不耐电化学的腐蚀。只有稀土钝化膜可以电化学腐蚀，而且是导电的钝化膜。因此，开发特种铝箔合金，成为这种电池工艺的必要。稀土铝合金可以生成导电的钝化膜，保护纯铝不被电化学腐蚀，其检测耐盐雾指标可以达到1000小时。

第四,锂离子电池的加工工艺目前为三种：叠片式、卷绕式、叠片加卷绕式，这三种加工工艺都存在锂电池的铝箔极片上，施加应力。应力是电化学腐蚀发生的必要条件。在锂离子电池正极极片应力集中的地方，电化学腐蚀的速度更快，所以提高铝的力学强度指标也是一个高技术要求。

目前对铝导体的导电性进行的研究和应用，比较成功的是稀土铝材料和含硼铝材料，但前者虽提高了铝合金的强度，但影响了铝合金的导电性；后者虽然能够在一定程度上提高铝合金的导电性，但强度只能达到纯铝的水平。

现有技术，公开号为CN1300356 C的专利，其公开一种高导电率含稀土、硼的铝基材料，其实施例公开的材料成分均含有铝Al、铼Re和硼B，但全世界铼Re的产量才48.8吨，我国铼产量才2吨，价格昂贵，导致铝材材料的成本居高不下，难以市场推广，难以应用到大产量的锂电池的生产中。而且，该专利的铝材料的抗拉强度和导电率也不能满足锂离子电池用铝箔的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种强度高，导热率高，导电率高，力学性能好，耐电化学腐蚀，适用于锂离子电池的铝箔。

本发明要解决的技术问题还在于提供一种制备上述铝箔的方法，所述方法步骤简单、原料来源广泛、反应介质无腐蚀性、产率较高、能耗低。

为了解决上述问题，本发明提供一种适用于锂离子电池的铝箔的制备方法，包括：

一、将纯度≥99%的稀土元素放入金刚石研磨机内进行研磨，得到粒径为1-200nm的纳米稀土材料，将纳米稀土材料与纯度≥99 %、铜含量低于0.005%的铝粉研磨混合搅拌，按照1:900-1200的重量比压成粉饼，再将粉饼熔化、浇铸成稀土铝中间合金锭；

二、将稀土铝中间合金锭与纯度≥99 %的铝锭按重量比1:8-12加入熔炼炉中，进行熔炼，得到坯料；

三、将熔炼后的坯料铸轧，得到铝板材坯料；

四、将铝板材坯料进行连铸连轧；

五、将铝板材坯料进行连续冷轧，得到初产品；

六、将初产品进行精轧，得到铝箔。

作为上述方案的改进，所述步骤一包括：

1) 将稀土元素加入离子液体A内进行分散，所述稀土元素和离子液体A的重量比为1:1，反应温度为90-110℃，并通入二氧化碳或氨气，得到沉淀物和离子液体B；

2) 将沉淀物和离子液体B放入研磨机内进行研磨，得到粒径为1-200nm的纳米材料；

3) 将纳米材料进行减压蒸馏，萃取得到纳米粒子；

4) 将纳米粒子清洗并加热烘干；

5) 将烘干后的纳米粒子与铝粉进行研磨，混合搅拌，按照1:900-1200的重量比压成粉饼；

6) 将粉饼在电磁搅拌炉内搅拌，熔化成铝基中间合金；

7) 将铝基中间合金浇铸成稀土铝中间合金锭；

其中，所述稀土元素选用镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥的任一种；

所述稀土元素的纯度≥99.99%；

所述离子液体A选用1-乙基-3-甲基咪唑三氰甲盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1,3-二甲基-2咪唑啉酮、氯化1,3-二(9-甲基蒽)咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐中的任一种或几种。