[發明專利]一種集流體鋁箔的表面織構軋制方法

在審

• 申請號: 201810165408.2
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108405716A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 王之桐
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: B21D33/00
• 分類號: B21D33/00;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明提供一種集流體鋁箔的織構軋制方法，包括如下步驟：步驟100、利用脈沖激光對軋輥表面進行粗化處理，在軋輥表面形成由獨立的圓形單元分布排列構成的織構形貌；步驟200、準備待軋制的鋁箔，通過軋制工藝，將軋輥表面的織構形貌復制到鋁箔表面。本發明利用圓形單元具有中心對稱的特點，通過控制圓形單元的分布，能夠獲得更好的表面粗糙度各向同性。鋁箔表面的擠出物集中形成凸起，具有更強的“卯榫”連接效果，涂層粘附性能更強。鋁箔通過軋制生產方法，鋁箔表面凹坑的擠出物完全轉換成凸起，沒有材料損失，比蝕刻鋁箔具有更好的力學性能。鋁箔表面的凹坑深度一致性好，能夠避免對鋁箔的局部減薄，比現有的粗化軋制鋁箔具有更好的力學性能。

技術領域

本發明屬于電池領域，特別是涉及一種用于鋰離子電池、雙層電容器上使用的集流體鋁箔的表面織構軋制方法。

背景技術

鋁箔作為鋰離子電池和雙電層電容器的集流體來使用。在鋰離子電池中，鋁箔表面涂布含有正極活性物質的涂層構成正極，該涂層與集流體之間的粘接性能影響了電池的內阻、高倍率放電性能和循環壽命。為了改善集流體和涂層之間的粘附性能，通常對鋁箔表面進行粗化處理，增大二者間的接觸面積。在雙電層電容器中，集流體鋁箔的表面也需要涂布含有多孔碳等材料的涂層制成電極，鋁箔的表面粗化也有利于提高雙電層電容器的性能。

在現有技術中，多用蝕刻的方法對鋁箔表面進行粗化，蝕刻等表面粗化的方法對鋁箔的晶面結構有一定要求，會增加鋁箔成本，同時，蝕刻后鋁箔厚度的均勻性變差，力學性能降低，增加了電極制備的難度。

將鋁箔表面粗化與軋制工序結合在一起，在鋁箔生產階段對鋁箔進行表面粗化是理想的方案，現有技術中有提出對軋輥表面噴丸后鍍鉻，再通過軋制粗化鋁箔表面的方案，但是，由于噴丸及其它類似粗化方法形成的輥面形貌是隨機的，粗糙度均勻性差，輥面的異常高的尖峰容易造成鋁箔局部減薄，影響鋁箔強度。而表面粗糙度的各向差異，也會使涂層與鋁箔的粘附性能具有方向性。顯然，現有的鋁箔表面粗化方法不能滿足鋁箔作為集流體的使用要求，必須進行優化。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于鋰離子電池、雙層電容器上使用的集流體鋁箔的表面織構軋制方法。

特別地，本發明提供一種集流體鋁箔的織構軋制方法，包括如下步驟：

步驟100、利用脈沖激光對軋輥表面進行粗化處理，在軋輥表面形成由獨立的圓形單元分布排列構成的織構形貌；

步驟200、準備待軋制的鋁箔，通過軋制工藝，將軋輥表面的織構形貌復制到鋁箔表面。

在本發明的一個實施方式中，所述圓形單元包括環形的凸圈，和由凸圈圍成的凹坑。

在本發明的一個實施方式中，所述圓形單元的直徑為50～100μm。

在本發明的一個實施方式中，所述圓形單元的中心距為50～200μm。

在本發明的一個實施方式中，軋輥表面的所述圓形單元復制到鋁箔表面后形成一個由環形凹槽環繞中部凸起的形狀，該凸起由所述圓形單元的凸圈將鋁箔表面擠壓后形成。

在本發明的一個實施方式中，鋁箔表面的所述環狀凹槽的深度為2.5～5μm。

在本發明的一個實施方式中，鋁箔表面的所述環狀凹槽的寬度為10～20μm。

在本發明的一個實施方式中，鋁箔表面的所述凸起的高度為1.5～4μm。

在本發明的一個實施方式中，鋁箔表面的所述環狀凹槽的深度和表面粗糙度Ra的離散系數均小于0.1。

在本發明的一個實施方式中，通過在所述步驟100中調整軋輥表面的織構參數，和在所述步驟200中調整軋制參數，實現調控影響鋁箔表面與涂層間的粘附性能和鋁箔力學性能的表面粗糙度。