[发明专利]一种提高锂电池正极铝箔集电极电性能的方法

说明书

本发明公开一种利用真空磁控溅射沉积铝膜的方法在传统锂电池用正极集电极用的铝箔表面沉积一层纳米铝膜。该方法包括有步骤：将要处理的铝箔裁切到需要的尺寸，固定在镀膜设备的放卷辊位置；调整设备至可镀膜工艺条件；调整设备卷绕系统，将在放卷辊上的待镀膜铝箔展开，调整铝箔卷绕张力至铝箔运行稳定；利用离子源对铝箔表面进行等离子体轰击处理；利用卷绕式真空磁控溅射镀膜设备的离子源实行等离子体轰击，在铝箔表面沉积一定厚度的薄膜铝；铝箔表面沉积铝膜后，在真空状态下进行加热退火处理。它利用真空磁控溅射镀膜技术减小轧制铝箔粗糙度及提高其导电性能。减小了。锂电池正极集电极铝箔粗糙度及提高其导电性能。

技术领域

本发明涉及锂电池器件及锂电池材料制造技术领域，具体涉及一种提高锂电池正极铝箔集电极电性能的方法。

背景技术

锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。充电时加在电池两极的电势迫使正极的嵌锂化合物释放出锂离子,通过隔膜后嵌入六方片层结构的石墨负极中；放电时锂离子则从片层结构的石墨中析出,重新和正极的嵌锂化合物结合,锂离子的移动产生了电流。锂离子电池的结构和充放电过程化学反应原理虽然很简单,然而在实际的商业化应用中需要考虑很多问题。例如,正负极材料的导电性能、充放电电位、活性、脱插锂的结构稳定性能、倍率性能和安全性能等,以及电解液的稳定性、导电性和环境适应性等。

除上述因素外,锂离子电池的内阻必须足够小,只有这样才能保证使用的可靠性和较长的循环寿命。这不仅取决于正负极活性,而且与集流体有着相当大的关系。锂离子电池集流体的主要材料是金属箔(如铜箔、铝箔),其功用是将电池活性物质产生的电流汇集起来,以便形成较大的电流输出,因此集流体应与活性物质充分接触,并且内阻应尽可能小,这也是锂离子电池为什么选用价格较高的铜箔和铝箔的主要原因。

另外，在锂电池批量生产中，由于磷酸亚锂和钛酸锂等材料的粒径很小、比表面积非常高，铝箔间的粘结性很差，非常容易发生掉粉等不良，造成生产困难、电池成品率低等。我们通过实验发现，电极铝箔的亲水性与本身的组织结构及表面粗糙度相关,直接影响到与正极活性物质的接触能力、附着能力。铝箔对正极活性物质必须具备较好的粘结强度,以便均匀地涂敷正极物质而不脱落,否则会影响到电池内阻和循环使用寿命等,这就要求作为电极集电极的箔材表面要有一定的粗糙度，但表面粗糙度并不是越大越好夹具,夹具随着表面粗糙程度的增加夹具,容易润湿的表面变得更容易润湿、亲水性更好夹具,夹具而难润湿的表面变得更难润湿、亲水性更差。正极材料活性物质与表面粗糙度大的集电极箔材接触性差、附着力低、易脱落,夹具会直接影响电池的电性能及寿命。

锂电池正极集电极铝箔目前还没有国际标准和国家技术标准，锂电池行业一般要求铝箔表面粗糙度Rz≦2.0um，并且使用轧制铝箔。

综上，本领域需要一种能减小传统轧制锂电池正极集电极铝箔粗糙度及提高其导电性能的制作方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种提高锂电池正极铝箔集电极电性能的方法，它利用真空磁控溅射镀膜技术减小轧制铝箔粗糙度及提高其导电性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种提高锂电池正极铝箔集电极电性能的方法，利用真空磁控溅射沉积铝膜的方法在传统锂电池用正极集电极用的铝箔表面沉积一层纳米铝膜，用以提高正极集电极的导电性能。

作为本发明的优选方案，该方法它包括以下步骤：

a、利用卷绕式真空磁控溅射镀膜设备，将要处理的传统锂电池集电极用铝箔在净化房内裁切到需要的尺寸，再将铝箔卷绕到可拆卸的夹具上，将要镀膜铝箔固定在卷绕式真空磁控溅射镀膜设备的放卷辊位置，准备磁控溅镀铝膜；

b、操作卷绕式真空磁控溅射镀膜设备，调整设备至可镀膜工艺条件；

c、调整设备卷绕系统，将在放卷辊上的待镀膜铝箔展开，调整铝箔卷绕张力至铝箔运行稳定；