[发明专利]涂碳铝箔、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种涂碳铝箔、制备方法及应用，属于锂离子动力电池技术领域。涂碳铝箔由铝箔以及沿铝箔至少一个表面向外依次设置的Super P导电层、石墨烯导电层和混合导电层(含有VGCF、CNT、Super P导电剂中的至少两种)构成，该涂碳铝箔具有以下优点：1)第一层颗粒状Super P可以与铝箔表面的凸起和间隙紧密贴合，增大Super P导电层与铝箔间的贴合面积，提高导电层与铝箔间的导电性；2)第二层面状石墨烯可以连接各个Super P颗粒，形成一个导电平面，提高极片导电一致性；3)混合导电层可以与锂离子电池活性物质浆料结合，其导电性优于一般的涂炭铝箔导电层。

技术领域

本发明涉及一种涂碳铝箔，同时还涉及该涂碳铝箔的制备方法及应用，属于锂离子动力电池技术领域。

背景技术

利用功能涂层对电池导电基材进行表面处理是一项突破性的技术创新，覆碳铝箔或铜箔就是将分散好的纳米导电石墨和碳包覆颗粒均匀、细腻地涂覆在铝箔或铜箔上，它能提供极佳的静态导电性能，收集活性物质的微电流，从而大幅降低正、负极材料与集流体之间的接触电阻，并提高二者的附着力，可减少粘结剂的使用量，进而使电池的整体性能得到显著提升。

常见的锂离子电池用导电剂包括石墨烯、碳纳米管(CNT)、Super P、气相生长型碳纤维(VGCF)等，不同的导电剂有不同的特性，现阶段一般采用多种导电剂共混的形式制备锂电池正极活性浆料或者涂炭铝箔浆料。

石墨烯作为一种新型材料，具有优异的导电性，当作为涂碳铝箔的导电剂时，其面状结构决定其与铝箔间形成面接触，理论上应具有优异的导电性，但实际上两接触面并不能良好接触，接触面之间存在一定的间隙或小气泡，这致使电子不能顺利通过，也导致采用石墨烯作为导电剂的涂碳铝箔在涂层平面上具有良好的导电性，但是涂层与铝箔间的导电性较差。另外，石墨烯的面状结构在加工上存在分散困难、易团聚等问题，其与颗粒状的Super P或线状的VGCF、CNT等导电剂共混分散时易发生吸附作用。VGCF、CNT、Super P等导电剂虽在锂离子电池中应用较多，但其导电性均劣于石墨烯。

铝箔是由铝锭采用冷轧工艺轧制而成，在经表面去污去氧化层处理后，微观下其表面显现轧制过程中产生的划痕、微孔、凹坑等缺陷，即便在一定光洁度下其表面也是一种类磨砂面的状态，在涂覆导电涂层后，铝箔与石墨烯或CNT的接触点多为表面凸起点，影响导电的一致性。

公布号CN104319364A的发明专利公开了一种降低电池直流内阻的正极片，由铝箔与交替设置在铝箔的任意一面或两面上的单一石墨烯涂层、含有纳米碳纤维浆料涂层构成，其中单一石墨烯涂层由单一石墨烯浆料涂覆形成，浆料中石墨烯含量0.3％～1％，余量为溶剂N-甲基吡咯烷酮，含有纳米碳纤维浆料涂层由含有纳米碳纤维浆料形成，浆料粘度5000～8000mPa·s，细度1～3μm，固含量45％～55％。该极片采用交替叠置的导电涂层，能缩短锂离子扩散路径，加快扩散速率，降低电池直流内阻和发热量，提高其大倍率性能。但是，石墨烯浆料中不含粘结剂，不能有效粘附于铝箔表面，制得的导电涂层易脱落。

发明内容

本发明的目的是提供一种涂碳铝箔，其中导电层的导电率高，导电一致性好。

同时，本发明还提供一种涂碳铝箔的制备方法。

最后，本发明再提供一种涂炭铝箔在制备高功率型锂离子动力电池正极片中的应用。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

涂碳铝箔，由铝箔、以及沿铝箔至少一个表面向外依次设置的Super P导电层、石墨烯导电层和混合导电层构成，混合导电层中包含至少两种导电剂，导电剂选自VGCF、CNT、Super P等。

所述铝箔的厚度为5～30μm，Super P导电层的厚度为0.3～2μm，石墨烯导电层的厚度为0.3～2μm，混合导电层的厚度为0.3～2μm。