[发明专利]一种涂覆铝箔及其制备方法

说明书

本发明涉及电化学领域，公开了一种涂覆铝箔及其制备方法。所述涂覆铝箔包括铝箔以及涂覆于铝箔表面上的富锂涂层，所述富锂涂层含有导电剂、粘结剂和铁酸锂材料，其中，所述铁酸锂材料包括Li₅FeO₄和包覆于其表面的无定型碳层，且所述无定型碳层在铁酸锂材料中的含量为0.5‑15重量％。本发明所制备的涂覆铝箔可以降低电池在首次充放电过程中存在的可逆容量损失，进而提高电池能量密度。

技术领域

本发明涉及电化学领域，具体涉及一种涂覆铝箔及其制备方法。

背景技术

伴随着全球范围的环境污染以及能源危机，各种各样的新能源技术引起人们的关注。其中，锂离子电池由于具备高能量密度、高工作电压、长循环寿命、小环境污染等特点，成为目前应用最为广泛的二次电池之一。随着电池技术的不断发展以及国家相关政策的出台，研发人员对于锂离子二次电池的能量密度有着越来越高的要求。

然而，锂离子电池在首次充放电过程中存在着活性物质结构坍塌，活性物质脱落以及固态电解质界面膜的形成等反应，使得锂离子电池的可逆容量以及首次效率下降，导致电池能量密度下降。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的锂离子电池在首次充放电过程中造成的可逆容量损失以及首次效率下降，进而导致的电池能量密度下降的问题，提供了一种涂覆铝箔及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种涂覆铝箔，所述涂覆铝箔包括铝箔以及涂覆于铝箔表面上的富锂涂层，所述富锂涂层含有导电剂、粘结剂和铁酸锂材料，其中，所述铁酸锂材料包括Li₅FeO₄和包覆于其表面的无定型碳层，且所述无定型碳层在铁酸锂材料中的含量为0.5-15重量％。

优选的，所述富锂涂层的厚度为0.5-100μm。

优选的，在所述富锂涂层中，以所述铁酸锂材料、所述导电剂和所述粘结剂的总量为100重量％计，所述铁酸锂材料的含量为50-95重量％，所述导电剂的含量为1-45重量％，所述粘结剂的含量为1-15重量％。

优选的，所述导电剂为碳黑、导电石墨、碳纳米管、科琴黑、乙炔黑和石墨烯中的一种或多种；

优选地，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯。

本发明另一方面提供了上述涂覆铝箔的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将粘结剂与部分分散剂混合，得到粘结剂胶液；

(2)将步骤(1)得到的粘结剂胶液与铁酸锂材料、导电剂和剩余部分分散剂混合、分散，得到富锂浆料；

(3)将所述富锂浆料涂覆在铝箔的表面上，干燥。

优选的，在所述富锂浆料中，所述粘结剂、所述导电剂和所述铁酸锂材料的总浓度为25-50重量％。

优选的，在步骤(1)中，所述粘结剂胶液中粘结剂的浓度为3-8重量％。

优选的，在步骤(1)和(2)中，所述分散剂为N-甲基吡咯烷酮。

优选的，所述方法还包括按照以下工序制备所述铁酸锂材料：

(a)将铁源、锂源、碳源和去离子水混合，得到混合液；

(b)将步骤(a)得到的混合液进行研磨，使得混合液中固体颗粒的粒度为0.4μm以下；

(c)将研磨之后的混合液进行喷雾干燥，得到铁酸锂前驱体；

(d)将所述铁酸锂前驱体进行烧结、粉碎，得到铁酸锂材料；

其中，所述碳源的用量使得所制备的铁酸锂材料中表面碳包覆层的含量为0.5-15重量％；