[發(fā)明專利]一種鋰離子電池正極集流體

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410529268.4
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104282917A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊森
• 申請（專利權(quán)）人: 襄陽錦翔光電科技股份有限公司;楊森
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極集流體用鋁合金材料及其制造方法，屬于鋰離子電池領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代社會和科技的發(fā)展，攝像機(jī)、筆記本電腦、便攜式DVD和數(shù)碼相機(jī)等移動設(shè)備有了越來越廣泛的應(yīng)用。鋰離子電池作為一種綠色環(huán)保電池，具有高能量密度、高工作電壓和長使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，因此在各種移動設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。

鋰離子電池一般包括正極片、負(fù)極片、間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜，以及電解液。其中，正極片包括由鋁箔制成的正極集流體和分布在正極集流體上的正極活性物質(zhì)，負(fù)極片包括負(fù)極集流體和分布在負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)。

目前隨著鋁箔厚度越來越低，導(dǎo)致其整體強(qiáng)度也下降，導(dǎo)致在涂布和冷壓工序中鋁箔易打皺以及斷裂，影響了正常的生產(chǎn)，因而如何調(diào)節(jié)厚度和強(qiáng)度之間的關(guān)系的問題亟待解決。業(yè)內(nèi)有嘗試采用銅箔、鎳箔替代鋁箔作為正極集流體，但是將銅箔和鎳箔用在正極時(shí)會被氧化然后發(fā)生銅離子和鎳離子溶解到電池的問題；另一方面，也有在在鋁箔中添加合金元素來增強(qiáng)其強(qiáng)度，但是會發(fā)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋰離子電池正極集流體，其拉伸強(qiáng)度高達(dá)260-275MPa，未發(fā)現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象，并且在保證一定鋁箔厚度的基礎(chǔ)上，比現(xiàn)有技術(shù)中的鋁箔更能有效避免打皺及斷裂問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提高一種鋰離子電池正極集流體，其技術(shù)方案如下：

一種鋰離子電池正極集流體，其特征在于：所述集流體為三層結(jié)構(gòu)，第一層、第三層為鋁，其厚度均為2.5-3微米，設(shè)置在第一層和第三層之間的第二層為鋁合金，其厚度為8-10微米，所述鋁合金的成分質(zhì)量百分含量為：Si：0.4-0.45，F(xiàn)e：0.4-0.45，Cu：0.06-0.08，Mn：0.5-0.6，Ca；0.05-0.08，Sb：0.01-0.015，Ti-B合金：0.1-0.15，RE：0.45-0.6，所述RE為混合稀土，La：15-20，Ce：55-60，Er：10-15，Sm：10-15，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)；其制備方法包括熔煉-均勻化處理-冷軋-雙級時(shí)效，所述熔煉步驟，熔煉溫度為750-760℃；所述均勻化處理為雙級均勻化處理，在630-650℃保溫10-12h，在400-420℃保溫15-18h；所述雙級時(shí)效為在100-110℃保溫12-18h，之后在165-175℃保溫45-55min。

進(jìn)一步的，所述第一層與第三層的厚度為2.5微米，第二層的厚度為10微米。

進(jìn)一步的，所述鋁合金的成分為Si：0.4，F(xiàn)e：0.42，Cu：0.08，Mn：0.6，Ca；0.06，Sb：0.01，Ti-B合金：0.12，RE：0.6，所述RE為混合稀土，La：20，Ce：60，Er：10，Sm：10，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)；

進(jìn)一步的，所述鋁合金的成分為Si：0.44，F(xiàn)e：0.45，Cu：0.07，Mn：0.5，Ca；0.05，Sb：0.012，Ti-B合金：0.15，RE：0.5，所述RE為混合稀土，La：15，Ce：60，Er：15，Sm：10，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)；

進(jìn)一步的，所述熔煉溫度優(yōu)選755℃，雙級均勻化優(yōu)選在640℃保溫12h，在400℃保溫16h；雙級時(shí)效優(yōu)選在100℃保溫15h，之后在165℃保溫50min。

本發(fā)明的有益效果在于以下幾點(diǎn)：

1)本發(fā)明中加入0.05-0.08％的Ca，可以提高合金的耐熱性能，且不會明顯降低導(dǎo)電率。

2)銻加入合金中，銻和鋁形成高熔點(diǎn)化合物在合金凝固過程中呈彌散質(zhì)點(diǎn)首先析出，其質(zhì)點(diǎn)的晶體結(jié)構(gòu)可作為異質(zhì)晶核，大量的彌散晶核促使晶粒得以細(xì)化，提高合金的屈服極限，并提高合金的耐熱性。

3)加入鈦硼合金，比單獨(dú)添加鈦、硼更優(yōu)有效的細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能。

4)加入混合稀土元素，其會和合金熔煉過程中不可避免的吸入少量氣體化合，形成稀土化合物，以渣的形式浮出熔融金屬表面，從而起到除氣作用，使金屬結(jié)構(gòu)緊密；通過合金中添加混合稀土元素，在合金熔煉的高溫過程中形成高熔點(diǎn)金屬化合物，這些金屬化合物具有很強(qiáng)的變質(zhì)細(xì)化作用，且只作為晶核質(zhì)點(diǎn)，使合金枝晶由一性枝晶臂發(fā)達(dá)的羽箭狀變?yōu)槎绦』ò隊(duì)睿彩乖辖鹬械挠蚕嘟M織形態(tài)，由粗大塊狀、棒狀形態(tài)改為均勻分布的星狀。微量元素的添加不影響界面可動性，在改善組織、改善機(jī)械性能的同時(shí)保持了合金的高阻尼特性。