[发明专利]具有改善的润湿性的铝箔

说明书

由AA1xxx、AA3xxx和/或AA8xxx型合金形成的厚度为4μm至100μm的铝箔具有冷硬化状态，并且在其表面具有聚亚烷基二醇或含聚亚烷基氧化物结构的化合物的轧制油层，并且可以很容易地以用于生产电池箔的电极悬浮液涂层。

技术领域

本发明涉及一种铝箔，对其进行的进一步加工以形成电池箔，以及该铝箔用于生产电池箔的应用。

背景技术

锂离子电池等电池尤其被用作电动车的电能存储介质。这种电池的效率取决于电池放电和充电过程中的电荷和物质传输过程的速度和效率。此外，传输过程由电池中的电极结构等决定。

电极，尤其是阴极，通常包括由金属箔制成的基材，该基材在表面上还具有电极涂层或阴极质(Kathodenmasse)。基材和电极涂层之间界面处的化学物理过程已被证明对电池的效率至关重要。因此，为了改善电池的性能，基材的表面特性必须在电极涂层的最佳附着性以及尽可能安全的接触方面进行匹配。

用于电池电极的、作为电极的基材的铝箔通常通过轧制工艺生产。在轧制过程中，铝箔一般都设置有冷却润滑剂，以减少轧制间隙中的摩擦，以冷却铝和轧辊，减少轧辊磨损，并防止轧制产品在轧制过程中粘连。

如果铝箔上的电极材料涂层是在轧制润滑、冷硬化状态下进行的，表面上残留覆盖的冷却润滑剂和来自轧制过程中的进一步残留物，如颗粒、磨损物和反应产物，可能导致电极涂层在铝箔上的润湿问题和粘附问题。此外，铝箔表面的冷却润滑剂分布在轧制后可能非常不均匀，从而形成局部过度附着冷却润滑剂的区段，在这些区段中不可能有最佳的涂层和接触。

因此，对于用于电池的铝箔，在涂上电极涂层之前，应减少冷却润滑剂的量或将其去除。为此，例如可以在低温下对铝箔进行退火，以蒸发或氧化剩余的冷却润滑剂，其中铝箔被软化。然而，特别是在低温的退火过程中，存在冷却润滑剂残留在铝箔上的风险，因此进一步加工、例如涂层，是有问题的。特别是，即使在退火后，由于冷却润滑剂的不均匀覆盖，仍然可能出现局部强烈变化的润湿性。同样，通过加热铝箔，氧化层可能会在表面生长，其中尤其是在边缘区域会产生较高的氧化层厚度。由于氧化层厚度的偏差，在电极涂层压延后，在与铝箔的界面上会产生不同的过渡电阻。此外，退火需要相当大的时间耗费，其中尤其是在低温下，长的退火时间对于脱脂来说是必要的，而且成本会增加。

同样地，铝箔可以通过化学方法脱脂，以便为涂层进行表面调理。为此，冷却润滑剂在酸洗脱油中被去除，并且辊轧氧化层被溶解。在随后的冲洗过程中，在铝箔表面形成了更厚的多孔氢氧化层。这些相应的调理过的铝箔具有均匀的表面性能和高润湿性的特点，由此，这些铝箔也适用于用水基悬浮液的涂层。然而，这种化学脱脂也造成了相对较高的工艺成本。

作为用于脱脂和表面调理的替代性表面处理，可以对铝箔进行火焰脱脂。然而，火焰脱脂所需的高能量输入会导致铝箔不期望的软化和氧化层的显著增长，从而导致铝箔表面的接触性变差。近红外(NIR)和等离子体处理的结果也类似。

铝带或铝箔表面的电晕处理也适用于其脱脂和调理。电晕处理尤其也会增加表面张力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电池电极的铝箔，这种铝箔不需要对表面进行成本高昂的调理，并且对不同类型的电极涂层具有良好的润湿性和粘附性，同时实现了与电极涂层的有效的电接触。此外，产生的表面应该对电池单元中使用的电解质有良好的耐腐蚀性。

该目的通过一种由AA1xxx、AA3xxx和/或AA8xxx型合金制成的铝箔实现，这种铝箔具有冷硬化状态，在其表面具有聚亚烷基二醇或含聚亚烷基氧化物结构的化合物。

本发明进一步涉及一种生产上述电池箔的方法。

本发明最后涉及该铝箔作为电池箔的用途。