一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法与流程

1.本发明涉及锂电池涂碳集流体技术领域，具体为一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法。


背景技术：

2.锂离子电池由于能量密度高，被广泛应用于汽车和手机等许多领域。锂电池的组成主要包括正负极活性材料、电解液、隔膜、正负极集流体。目前，铝箔、铜箔、复合铝箔、复合铜箔、以及表面进行涂碳改善的涂碳铝箔、涂碳铜箔、复合涂碳铝箔、复合涂碳铜箔是用来传输电子的主要材料。传统的铝箔或铜箔集流体存在界面电阻偏大的问题，而涂碳集流体可以改变界面电阻并对电池的充放电进行改善，涂碳层在制备过程中受原材料铝箔影响较明显，容易导致涂层的不均匀现象，为锂离子电池的电化学性能及安全性带来潜在隐患。如果要改善涂碳集流体在动力类锂离子电池中的稳定性，锂离子涂碳集流体需考虑降低箔材表面残留轧制油对涂碳层的影响，箔材表面的洁净度可以作为一个关键的因素进行改善。铝箔处理使用的硼酸钠会在铝箔表面遗留少量的硼酸根离子，从而在电池使用过程中提高铝箔的耐腐蚀能力；且铝箔表面的轧制油会影响到涂碳层及正极材料与集流体的附着能力，严重影响锂电池的安全、充放电及储能性能。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
5.步骤1：对铝箔进行表面除油处理，并使用刻蚀溶液进行双面化学蚀刻；水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；
6.步骤2：将碳纳米管与硫粉混合，通入氮气，高温下反应得到巯基化碳纳米管；将端氨基树状大分子、巯基化碳纳米管分散在纯水中得到混合分散液，超声处理，在真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥得到预处理铝箔集流体；
7.步骤3：将苯胺、过硫酸铵、柠檬酸溶液混合，搅拌反应得到掺杂态聚苯胺；将掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠和2-氯乙胺盐酸盐，升温反应、洗涤、干燥得到改性聚苯胺；取改性聚苯胺分散在无水乙醇中，加入十三氟辛基三甲氧基硅烷超声、洗涤、干燥得到氟化聚苯胺；
8.步骤4：将导电炭黑、氟化聚苯胺、环氧树脂、纳米银粒子、聚乙烯吡咯烷酮、水、乙二醇混合搅拌，得到导电浆料；将导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，烘烤得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
9.进一步的，步骤1中，所述表面铝箔表面除油的具体方法为：在速度20～100m/min、电晕功率6～30kw下进行电解除油。
10.进一步的，步骤1中，所述刻蚀溶液中，各组分含量，按重量计，69～95％去离子水、
1)、苯胺(cas号：62-53-3)、硫粉来自麦克林；碳纳米管牌号xfm01、导电炭黑牌号xfi15来自先丰纳米；环氧树脂为陶氏662e环氧树脂；纳米银粒子来自中科科优，粒径为10nm。
20.实施例1
21.步骤1：将13μm铝箔表面在20m/min速度下、6kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括69％去离子水、10％氢氧化钠、20％硼酸钠、1％葡萄糖酸钠；
22.步骤2：将0.5g碳纳米管与2g硫粉混合后通入氮气，在170℃下反应12h，得到巯基化碳纳米管；将9g端氨基树状大分子、4g巯基化碳纳米管分散在100g纯水中得到混合分散液，超声处理30min后，真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥后得到预处理铝箔集流体；
23.步骤3：将9g苯胺、18g过硫酸铵、20g柠檬酸溶液中，搅拌反应20h得到掺杂态聚苯胺；将3g掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠调节ph值至9，加入1g 2-氯乙胺盐酸盐，升温至60℃反应16h，洗涤、干燥得到改性聚苯胺；取6g改性聚苯胺分散在无水乙醇中，加入3g十三氟辛基三甲氧基硅烷超声4h，洗涤、干燥得到氟化聚苯胺；
24.步骤4：将15g导电炭黑、8g氟化聚苯胺、4g环氧树脂、2g纳米银粒子、6g聚乙烯吡咯烷酮、30g水、6g乙二醇混合搅拌3h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
25.实施例2
26.步骤1：将13μm铝箔表面在40m/min速度下、10kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括70％去离子水、9％氢氧化钠、19.97％硼酸钠、1.03％葡萄糖酸钠；
27.步骤2：将0.6g碳纳米管与2.2g硫粉混合后通入氮气，在175℃下反应12.5h，得到巯基化碳纳米管；将9.5g端氨基树状大分子、4.3g巯基化碳纳米管分散在105g纯水中得到混合分散液，超声处理30min后，真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥后得到预处理铝箔集流体；
28.步骤3：将9.5g苯胺、18.3g过硫酸铵、22g柠檬酸溶液中，搅拌反应20h得到掺杂态聚苯胺；将3.3g掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠调节ph值至9.5，加入1.2g 2-氯乙胺盐酸盐，升温至65℃反应20h，洗涤、干燥得到改性聚苯胺；取6.8g改性聚苯胺分散在无水乙醇中，加入3.2g十三氟辛基三甲氧基硅烷超声5h，洗涤、干燥得到氟化聚苯胺；
29.步骤4：将16g导电炭黑、8g氟化聚苯胺、4.8g环氧树脂、2.2g纳米银粒子、6.3g聚乙烯吡咯烷酮、32g水、7.2g乙二醇混合搅拌4h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤1min得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
30.实施例3
31.步骤1：将13μm铝箔表面在40m/min速度下、10kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括89％去离子水、10％氢氧化钠、0.5％硼酸钠、0.5％葡萄糖酸钠；
32.步骤2：将0.65g碳纳米管与2.5g硫粉混合后通入氮气，在180℃下反应15h，得到巯基化碳纳米管；将10g端氨基树状大分子、4.7g巯基化碳纳米管分散在106g纯水中得到混合
分散液，超声处理30min后，真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥后得到预处理铝箔集流体；
33.步骤3：将10g苯胺、18.3g过硫酸铵、23g柠檬酸溶液中，搅拌反应22h得到掺杂态聚苯胺；将4g掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠调节ph值至9.5，加入1.3g 2-氯乙胺盐酸盐，升温至70℃反应24h，洗涤、干燥得到改性聚苯胺；取8g改性聚苯胺分散在无水乙醇中，加入3.4g十三氟辛基三甲氧基硅烷超声6h，洗涤、干燥得到氟化聚苯胺；
34.步骤4：将18g导电炭黑、9g氟化聚苯胺、5.2g环氧树脂、2.4g纳米银粒子、7g聚乙烯吡咯烷酮、34g水、8g乙二醇混合搅拌3h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤1min得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
35.实施例4
36.步骤1：将13μm铝箔表面在50m/min速度下、18kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括92％去离子水、0.5％氢氧化钠、6.5％硼酸钠、1％葡萄糖酸钠；
37.步骤2：将0.8g碳纳米管与3.3g硫粉混合后通入氮气，在180℃下反应12h，得到巯基化碳纳米管；将10.3g端氨基树状大分子、4.9g巯基化碳纳米管分散在110g纯水中得到混合分散液，超声处理30min后，真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥后得到预处理铝箔集流体；
38.步骤3：将10g苯胺、20g过硫酸铵、25g柠檬酸溶液中，搅拌反应22h得到掺杂态聚苯胺；将4.3g掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠调节ph值至10，加入1.8g 2-氯乙胺盐酸盐，升温至65℃反应20h，洗涤、干燥得到改性聚苯胺；取8.3g改性聚苯胺分散在无水乙醇中，加入3.7g十三氟辛基三甲氧基硅烷超声6h，洗涤、干燥得到氟化聚苯胺；
39.步骤4：将20g导电炭黑、8g氟化聚苯胺、5g环氧树脂、2.7g纳米银粒子、7.4g聚乙烯吡咯烷酮、35g水、10g乙二醇混合搅拌4h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤1min得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
40.实施例5
41.步骤1：将13μm铝箔表面在60m/min速度下、22kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括75％去离子水、10％氢氧化钠、14.4％硼酸钠、0.6％葡萄糖酸钠；
42.步骤2：将0.8g碳纳米管与3.2g硫粉混合后通入氮气，在180℃下反应14h，得到巯基化碳纳米管；将10.6g端氨基树状大分子、5.2g巯基化碳纳米管分散在115g纯水中得到混合分散液，超声处理30min后，真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥后得到预处理铝箔集流体；
43.步骤3：将11g苯胺、19g过硫酸铵、30g柠檬酸溶液中，搅拌反应20h得到掺杂态聚苯胺；将3g掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠调节ph值至9，加入2g 2-氯乙胺盐酸盐，升温至70℃反应24h，洗涤、干燥得到改性聚苯胺；取9g改性聚苯胺分散在无水乙醇中，加入3.3g十三氟辛基三甲氧基硅烷超声5h，洗涤、干燥得到氟化聚苯胺；
44.步骤4：将18g导电炭黑、10g氟化聚苯胺、6g环氧树脂、2g纳米银粒子、6g聚乙烯吡咯烷酮、30g水、10g乙二醇混合搅拌3.5h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤1min得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
45.实施例6
46.步骤1：将13μm铝箔表面在100m/min速度下、30kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括92％去离子水、0.9％氢氧化钠、7％硼酸钠、0.1％葡萄糖酸钠；
47.步骤2：将1g碳纳米管与4g硫粉混合后通入氮气，在190℃下反应16h，得到巯基化碳纳米管；将12g端氨基树状大分子、6g巯基化碳纳米管分散在120g纯水中得到混合分散液，超声处理30min后，真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥后得到预处理铝箔集流体；
48.步骤3：将12g苯胺、20g过硫酸铵、30g柠檬酸溶液中，搅拌反应24h得到掺杂态聚苯胺；将5g掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠调节ph值至10，加入2g 2-氯乙胺盐酸盐，升温至70℃反应24h，洗涤、干燥得到改性聚苯胺；取10g改性聚苯胺分散在无水乙醇中，加入4g十三氟辛基三甲氧基硅烷超声6h，洗涤、干燥得到氟化聚苯胺；
49.步骤4：将20g导电炭黑、10g氟化聚苯胺、6g环氧树脂、3g纳米银粒子、8g聚乙烯吡咯烷酮、38g水、12g乙二醇混合搅拌4h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤1min得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
50.对比例1
51.使用常规工艺制备锂电池用铝箔涂碳集流体。
52.步骤1：将13μm铝箔表面在20m/min速度下、6kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括69％去离子水、10％氢氧化钠、20％硼酸钠、1％葡萄糖酸钠；
53.步骤2：将15g导电炭黑、4g环氧树脂、2g纳米银粒子、6g聚乙烯吡咯烷酮、30g水、6g乙二醇混合搅拌3h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
54.对比例2
55.不使用端氨基树状大分子、巯基化碳纳米管分散液对铝箔集流体表面进行预处理。
56.步骤1：将13μm铝箔表面在40m/min速度下、10kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括70％去离子水、9％氢氧化钠、19.97％硼酸钠、1.03％葡萄糖酸钠；
57.步骤2：将9.5g苯胺、18.3g过硫酸铵、22g柠檬酸溶液中，搅拌反应20h得到掺杂态聚苯胺；将3.3g掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠调节ph值至9.5，加入1.2g 2-氯乙胺盐酸盐，升温至65℃反应20h，洗涤、干燥得到改性聚苯胺；取6.8g改性聚苯胺分散在无水乙醇中，加入3.2g十三氟辛基三甲氧基硅烷超声5h，洗涤、干燥得到氟化聚苯胺；
58.步骤3：将16g导电炭黑、8g氟化聚苯胺、4.8g环氧树脂、2.2g纳米银粒子、6.3g聚乙烯吡咯烷酮、32g水、7.2g乙二醇混合搅拌4h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤1min得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
59.对比例3
60.使用端氨基树状大分子、碳纳米管分散液对铝箔集流体表面进行预处理。
61.步骤1：将13μm铝箔表面在40m/min速度下、10kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括89％去离子水、10％氢氧化钠、0.5％硼酸钠、0.5％葡萄糖酸钠；
62.步骤2：将10g端氨基树状大分子、4.7g碳纳米管分散在106g纯水中得到混合分散液，超声处理30min后，真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥后得到预处理铝箔集流体；
63.步骤3：将10g苯胺、18.3g过硫酸铵、23g柠檬酸溶液中，搅拌反应22h得到掺杂态聚苯胺；将4g掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠调节ph值至9.5，加入1.3g 2-氯乙胺盐酸盐，升温至70℃反应24h，洗涤、干燥得到改性聚苯胺；取8g改性聚苯胺分散在无水乙醇中，加入3.4g十三氟辛基三甲氧基硅烷超声6h，洗涤、干燥得到氟化聚苯胺；
64.步骤4：将18g导电炭黑、9g氟化聚苯胺、5.2g环氧树脂、2.4g纳米银粒子、7g聚乙烯吡咯烷酮、34g水、8g乙二醇混合搅拌3h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤1min得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
65.对比例4
66.使用聚苯胺制备导电浆料。
67.步骤1：将13μm铝箔表面在50m/min速度下、18kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括92％去离子水、0.5％氢氧化钠、6.5％硼酸钠、1％葡萄糖酸钠；
68.步骤2：将0.8g碳纳米管与3.3g硫粉混合后通入氮气，在180℃下反应12h，得到巯基化碳纳米管；将10.3g端氨基树状大分子、4.9g巯基化碳纳米管分散在110g纯水中得到混合分散液，超声处理30min后，真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥后得到预处理铝箔集流体；
69.步骤3：将20g导电炭黑、8g聚苯胺、5g环氧树脂、2.7g纳米银粒子、7.4g聚乙烯吡咯烷酮、35g水、10g乙二醇混合搅拌4h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤1min得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
70.对比例5
71.先使用十三氟辛基三甲氧基硅烷对掺杂态聚苯胺进行改性，再使用2-氯乙胺盐酸盐进一步进行改性。
72.步骤1：将13μm铝箔表面在60m/min速度下、22kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括75％去离子水、10％氢氧化钠、14.4％硼酸钠、0.6％葡萄糖酸钠；
73.步骤2：将0.8g碳纳米管与3.2g硫粉混合后通入氮气，在180℃下反应14h，得到巯基化碳纳米管；将10.6g端氨基树状大分子、5.2g巯基化碳纳米管分散在115g纯水中得到混合分散液，超声处理30min后，真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥后得到预处理铝箔集流体；
74.步骤3：将11g苯胺、19g过硫酸铵、30g柠檬酸溶液中，搅拌反应20h得到掺杂态聚苯胺；取9g掺杂态聚苯胺分散在无水乙醇中，加入3.3g十三氟辛基三甲氧基硅烷超声5h，洗涤、干燥得到氟化聚苯胺；将3g氟化聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠调节ph值至9，加入2g 2-氯乙胺盐酸盐，升温至70℃反应24h，洗涤、干燥得到改性聚苯胺；
75.步骤4：将18g导电炭黑、10g改性聚苯胺、6g环氧树脂、2g纳米银粒子、6g聚乙烯吡咯烷酮、30g水、10g乙二醇混合搅拌3.5h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤1min得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
76.对比例6
77.使用2-氯乙胺盐酸盐改性聚苯胺制备导电浆料。
78.步骤1：将13μm铝箔表面在100m/min速度下、30kw电晕功率下进行表面除油，使用蚀刻液进行双面化学蚀刻、水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；其中，蚀刻溶液包括92％去离子水、0.9％氢氧化钠、7％硼酸钠、0.1％葡萄糖酸钠；
79.步骤2：将1g碳纳米管与4g硫粉混合后通入氮气，在190℃下反应16h，得到巯基化碳纳米管；将12g端氨基树状大分子、6g巯基化碳纳米管分散在120g纯水中得到混合分散液，超声处理30min后，真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥后得到预处理铝箔集流体；
80.步骤3：将12g苯胺、20g过硫酸铵、30g柠檬酸溶液中，搅拌反应24h得到掺杂态聚苯胺；将5g掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠调节ph值至10，加入2g 2-氯乙胺盐酸盐，升温至70℃反应24h，洗涤、干燥得到改性聚苯胺；
81.步骤4：将20g导电炭黑、10g改性聚苯胺、6g环氧树脂、3g纳米银粒子、8g聚乙烯吡咯烷酮、38g水、12g乙二醇混合搅拌4h，得到导电浆料；使用导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，涂碳层厚度为1μm，在90℃下烘烤1min得到锂电池用铝箔涂碳集流体。
82.实验：
83.对实施例1～6和对比例1～6进行性能测试，其中：
84.导电性测试：使用探针式测试仪对涂碳铝箔集流体电阻进行测试；
85.粘结力测试：将磷酸铁锂浆料涂覆在涂碳铝箔集流体上，制成面密度为340g/m2、压实密度为2.6g/cm2的极片，测试极片粘结力；
86.实验结果如下表所示：
87.[0088][0089]
结论：
[0090]
实施例1和对比例1数据表明，与常规工艺相比，本发明制备的涂碳集流体导电性更好，且不容易脱落，粘结剂与导电粉料之间粘结力强，不容易脱落。实施例2～3和对比例2～3数据表明，经过端氨基树状大分子和巯基化碳纳米管分散液预处理后，极片表现出了良好的导电性能和粘结力，这是因为一方面端氨基树状大分子能够自组装成膜负载在铝箔表面，另一方面，经过蚀刻溶液处理后，蚀刻溶液中的氢氧化钠与铝箔反应后，使得铝箔表面富含羟基，进一步与端氨基树状大分子上的氨基形成氢键，端氨基树状大分子形成的薄膜又能促进环氧树脂固化，从而提高了粘结力。此外，对碳纳米管进行巯基化处理后，能够更好地与金属铝箔发生配位，可以稳定负载在铝箔表面，从而保证端氨基树状大分子薄膜不影响集流体的导电性能。实施例4～6和对比例4～6数据表明，将柠檬酸与聚苯胺掺杂，得到掺杂态聚苯胺，柠檬酸带有多个羟基和羧基，使用2-氯乙胺盐酸盐与羟基反应能够引入氨基，能够有效提高聚苯胺分体和环氧树脂粘结剂之间的作用力，聚苯胺在环氧树脂中的分散更佳，不容易脱落；通过十三氟辛基三甲氧基硅烷与羧基反应得到氟化聚苯胺，引入氟元素不仅能提高环氧树脂的附着力，还能改善耐热性能和力学强度；其中，实施例5和对比例5数据还表明，2-氯乙胺盐酸盐和十三氟辛基三甲氧基硅烷的改性顺序不能调整，因为掺杂态聚苯胺带有的羟基和羧基均可与十三氟辛基三甲氧基硅烷发生反应，而2-氯乙胺盐酸盐仅与羟基反应，若先用十三氟辛基三甲氧基硅改性则无法引入氨基，而同时引入氨基和氟元素对聚苯胺的改性效果优于单一改性。
[0091]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：对铝箔进行表面除油处理，并使用刻蚀溶液进行双面化学蚀刻；水洗、烘干得到蚀刻后的铝箔集流体；步骤2：将碳纳米管与硫粉混合，通入氮气，高温下反应得到巯基化碳纳米管；将端氨基树状大分子、巯基化碳纳米管分散在纯水中得到混合分散液，超声处理，在真空条件下对铝箔集流体进行双面涂覆，干燥得到预处理铝箔集流体；步骤3：将苯胺、过硫酸铵、柠檬酸溶液混合，搅拌反应得到掺杂态聚苯胺；将掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠和2-氯乙胺盐酸盐，升温反应、洗涤、干燥得到改性聚苯胺；取改性聚苯胺分散在无水乙醇中，加入十三氟辛基三甲氧基硅烷超声、洗涤、干燥得到氟化聚苯胺；步骤4：将导电炭黑、氟化聚苯胺、环氧树脂、纳米银粒子、聚乙烯吡咯烷酮、水、乙二醇混合搅拌，得到导电浆料；将导电浆料对预处理铝箔集流体双面进行涂覆，干燥得到锂电池用铝箔涂碳集流体。2.根据权利要求1所述的一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述表面铝箔表面除油的具体方法为：在速度20～100m/min、电晕功率6～30kw下进行电解除油。3.根据权利要求1所述的一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述蚀刻溶液中，各组分含量，按重量计，69～95％去离子水、0.5～10％氢氧化钠、0.1～20％硼酸钠、0.03～1％葡萄糖酸钠。4.根据权利要求1所述的一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述巯基化碳纳米管的具体制备方法为：将碳纳米管与硫粉混合后通入氮气，在170～190℃下反应12～16h。5.根据权利要求1所述的一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述混合分散液中，各组分含量，按重量计，9～12份端氨基树状大分子、4～6份巯基化碳纳米管、100～120份纯水。6.根据权利要求1所述的一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述掺杂态聚苯胺的具体制备方法为：将苯胺、过硫酸铵、柠檬酸溶液中，搅拌反应20～24h。7.根据权利要求1所述的一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述改性聚苯胺的具体制备方法为：将掺杂态聚苯胺碾碎后分散在纯水中，加入氢氧化钠调节ph值至9～10，加入2-氯乙胺盐酸盐，升温至60～70℃反应16～24h，洗涤、干燥得到改性聚苯胺。8.根据权利要求1所述的一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述氟化聚苯胺的具体制备方法为：取改性聚苯胺分散在无水乙醇中，加入十三氟辛基三甲氧基硅烷超声4～6h、洗涤、干燥。9.根据权利要求1所述的一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法，其特征在于：步骤4中，所述导电浆料中，各组分含量，按重量计，15～20份导电炭黑、8～10份氟化聚苯胺、4～6份环氧树脂、2～3份纳米银粒子、6～8份聚乙烯吡咯烷酮、30～38份水、6～12份乙二醇。10.根据权利要求1～9中任一项所述的一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法制备
得到的铝箔涂碳集流体。

技术总结
本发明涉及锂电池涂碳集流体，具体为一种锂电池用铝箔涂碳集流体的制备方法。本发明先对铝箔进行除油、蚀刻处理，为了改善铝箔和导电浆料之间的粘结力，使用涂覆法对铝箔表面进行预处理，将端氨基树脂大分子和巯基化碳纳米管负载到铝箔表面；将柠檬酸和苯胺掺杂制备掺杂态聚苯胺，引入羟基和羧基，通过羟基和羧基接枝改性，得到带有氨基的氟化聚苯胺，将氟化聚苯胺与导电炭黑、环氧树脂共混后涂覆在预处理铝箔上，可以得到导电性良好、粘结力强的涂碳铝箔集流体。碳铝箔集流体。


技术研发人员：张宇航 唐皞 杨开福 李学法 张国平
受保护的技术使用者：江阴纳力新材料科技有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/8/4