一種集流體涂層的制備方法技術

本發明專利技術是一種集流體涂層的制備方法，方法包括，將由至少一種導電劑，至少一種粘結劑，至少一種固化劑組成的組合物利用高壓靜電噴涂技術噴涂在金屬箔的表面。本發明專利技術中，采用高壓靜電噴涂技術，改進了集流體上涂覆導電涂層的工藝，減少了有機溶劑的利用率，對環境友好。并且制造成本低，過程簡單，攪拌時間短，無需過高溫度，方便易操作。

Method for preparing fluid collecting coating

The present invention is a method of preparing set fluid coating method includes, by at least one conductive agent, at least one binder, at least one composition curing agent with high voltage electrostatic spraying the surface of the metal foil spraying technology. In the invention, a high-voltage electrostatic spraying technique is adopted to improve the process of coating conductive coating on a fluid collection, and the utilization ratio of organic solvent is reduced, and the environment is friendly. The utility model has the advantages of low manufacturing cost, simple process, short stirring time, high temperature and convenient operation.

【技術實現步驟摘要】
一種集流體涂層的制備方法
本專利技術涉及電池制作
，具體的是一種集流體涂層的制備方法。
技術介紹
在電池的制作過程中，需要在金屬鋁箔或銅箔上涂覆正極或者負極材料，制成正負極片。其中，在金屬箔上涂覆導電劑可以極大的改善極片的導電性能。目前，大多數電池生產廠家都是將導電涂層制成漿料，直接涂覆于集流體箔上，該種方法中，需要將導電劑、粘結劑、固化劑分散于有機溶劑中形成漿料，通過轉移涂布的方式涂覆于集流體箔的表面。在該種方法中，有機溶劑的需求量大，而且有機溶劑的選擇要求高，成本很高。再一方面，該種涂覆方式涂層與金屬箔之間容易由于膨脹系數的差別而造成結合力弱，電池的內阻驟升，影響電池的循環壽命和安全性。
技術實現思路
為解決以上技術問題，本專利技術提供一種集流體涂層的制備方法，旨在能夠降低成本并且提高電池循環壽命。本專利技術是采用如下方案實現的：一種集流體涂層的制備方法，方法包括，將由至少一種導電劑，至少一種粘結劑，至少一種固化劑組成的組合物利用高壓靜電噴涂技術噴涂在金屬箔的表面。優選地，利用高壓靜電噴涂技術將組合物噴涂在金屬箔的表面時，將金屬箔水平或豎直拉直，雙面同時進行噴涂。優選地，所述組合物為粉狀混合物。更優選地，所述組合物的制備方法為：粘結劑和固化劑進行預混制得膠粉，然后再將膠粉與導電劑干混，制得導電劑、粘結劑和固化物的組合物。優選地，利用高壓靜電噴涂技術噴涂了組合物的集流體在50～60℃的條件下烘烤交聯固化。優選地，所述組合物噴涂在金屬箔表面的厚度為0.5～2μm。其中，金屬箔的表面刻蝕有凹槽，所述組合物利用高壓靜電噴涂技術噴涂在金屬箔的表面及填充于凹槽內。其中，所述凹槽的深度為0.5～2.0μm。優選地，所述組合物中，按質量分數計，導電劑為90～95％，粘結劑4～5％，固化劑0.5～1。其中，所述導電劑為科琴黑、乙炔黑、Super-P、碳纖維或碳納米管中的至少一種。其中，所述粘結劑為，環氧樹脂、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯中的至少一種。優選地，所述金屬箔為鋁箔或銅箔。其中，所述金屬箔為鋁箔，鋁箔的純度≥99.35％，厚度為12～25μm；或銅箔，銅箔的純度≥99.8％，厚度為12～30μm。其中，所述固化劑為芳香族多胺、酸酐、酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺中的至少一種。本專利技術中，采用高壓靜電噴涂技術，改進了集流體上涂覆導電涂層的工藝，減少了有機溶劑的利用率，對環境友好。并且制造成本低，過程簡單，攪拌時間短，無需過高溫度，方便易操作。再進一步，本專利技術中，將導電劑嵌入刻蝕鋁箔的凹槽內，導電劑與集流體間的連接更緊固，導電網絡更深入。有利于提高電池的倍率性能、低溫性能和循環性能。再進一步，本專利技術選取的粘結劑，其本身的粘結強度以及刻蝕嵌入的特性，使得導電涂層與集流體間的粘合力增強。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。在本專利技術的實施中，組合物中為導電劑、粘結劑、固化劑組成的組合物，不包括含有有機溶劑的可用于制成同類涂層的組合物。其中，在同類型的可以用于制作電池的導電劑都包括在內，優選選為科琴黑、乙炔黑、Super-P、碳纖維或碳納米管。其中，在同類型的可以用于制作電池的粘結劑都包括在內，優選為環氧樹脂、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯。其中，在同類型可以用于制作電池的固化劑都包括在內，優選為芳香族多胺、酸酐、酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺。金屬箔，可以為鋁箔或銅箔。金屬箔對金屬的純度要求盡可能高，鋁箔優選純度≥99.35％，厚度為12～25μm，銅箔優選純度≥99.8％，厚度為12～30μm。高純度鋁箔或高純度銅箔一方面能夠更好的與涂層粘附，提高電化學性能；合適的厚度在雙面刻蝕凹槽后不會降低鋁箔或者銅箔的強度，進一步也不會降低集流體的強度，同時不會因為鋁箔或銅箔的厚度太厚而導致制成的電池過于厚重。本專利技術的基礎方案為，將導電劑、粘結劑、固化劑組成的組合物直接利用高壓靜電噴涂技術噴涂于金屬箔的表面，所有在相同或相近領域采用該技術作為其技術的全部或部分都是本專利技術基礎方案的延伸。本專利技術還包括主體方案之一，是將粘結劑和固化劑進行預混制得膠粉，然后再將膠粉與導電劑干混，制得導電劑、粘結劑和固化物的組合物。本專利技術還包括主體方案之二，高壓靜電噴涂技術在金屬箔的表面可以進行雙面噴涂。雙面噴涂時，將金屬箔水平或豎直拉直，雙面同時進行噴涂。然后走帶進入分段式烤箱烘烤，烘烤完成后再進行收卷。本專利技術還包括的主體方案之三，組合物通過高壓靜電噴涂技術噴涂于金屬箔的表面之后，將金屬箔放置于50～60℃的條件下烘烤。進一步，可采用分段式烤箱烘烤。實施例1、(1)對選用的厚度為20μm鋁箔進行表面清潔預處理，清除表面的油污或其他雜質，將鋁箔放置在0.5mol/LHCl和1mol/LAlCl3的混合溶液中浸泡，以60mA/cm2電流密度的直流電進行擴孔處理，保持15s，孔徑范圍為5～500μm，然后放置在1mol/LHCl溶液中恒溫45℃，以2mA/cm2電流密度進行直流電化學刻蝕，刻蝕時間40s，刻蝕完成后，清洗、擦拭干凈并放置在50℃的環境中烘烤20min，烘烤完成后制得刻蝕鋁箔。(2)稱取環氧樹脂與雙氰胺以5:1的比例混合攪拌，常溫下攪拌30min后，放入單螺桿熔融擠出機內，擠出成片狀，然后放入粉碎機中將其粉末化，得到膠粉。(3)將Super-P與步驟(2)中的膠粉干混，Super-P與膠粉的質量比為19:1，常溫下高速攪拌2h，制得粉末導電涂料。(4)將步驟(3)的粉末導電涂料通過高壓靜電噴涂的方式噴涂于刻蝕鋁箔表面，表面涂覆厚度控制范圍為0.5～2μm，經分段式烤箱烘烤、交聯固化，烘烤的溫度控制為50℃～60℃。(5)按照步驟(4)在另一面噴涂粉末導電涂料，烘烤完成后即得雙面導電涂層刻蝕鋁箔。實施例2、(1)對選用的厚度為20μm鋁箔進行表面清潔預處理，清除表面的油污或其他雜質，將鋁箔放置在0.5mol/LHCl和1mol/LAlCl3的混合溶液中浸泡，以60mA/cm2電流密度的直流電進行擴孔處理，保持15s，孔徑范圍為5～500μm，然后放置在1mol/LHCl溶液中恒溫45℃，以2mA/cm2電流密度進行直流電化學刻蝕，刻蝕時間40s，刻蝕完成后，清洗、擦拭干凈并放置在50℃的環境中烘烤20min，烘烤完成后制得刻蝕鋁箔。(2)稱取環氧樹脂與酚醛樹脂以4:1的比例混合攪拌，常溫下攪拌30min后，放入單螺桿熔融擠出機內，擠出成片狀，然后放入粉碎機中將其粉末化，得到膠粉。(3)將乙炔黑與步驟(2)中的膠粉干混，乙炔黑與膠粉的質量比為9:1，常溫下高速攪拌2h，制得粉末導電涂料。(4)將步驟(3)的粉末導電涂料通過高壓靜電噴涂的方式噴涂于刻蝕鋁箔表面，表面涂覆厚度控制范圍為0.5～2μm，經分段式烤箱烘烤、交聯固化，烘烤的溫度控制為50℃～60℃。(5)按照步驟(4)在另一面噴涂粉末導電涂料，烘烤完成后即得雙面導電涂層刻蝕鋁箔。對照實施例1本對比例與上述實施例1和實施例2的區別在于，本對比例使用有機溶劑，箔材為雙光無刻蝕鋁箔，涂覆方式為漿料轉移式涂覆，攪拌時間較長。具體制備方案如下：(1)對選用的厚度為20μm鋁箔進行表面清本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種集流體涂層的制備方法，其特征在于，方法包括，將由至少一種導電劑，至少一種粘結劑，至少一種固化劑組成的組合物利用高壓靜電噴涂技術噴涂在金屬箔的表面。

【技術特征摘要】
1.一種集流體涂層的制備方法，其特征在于，方法包括，將由至少一種導電劑，至少一種粘結劑，至少一種固化劑組成的組合物利用高壓靜電噴涂技術噴涂在金屬箔的表面。2.根據權利要求1所述的一種集流體涂層的制備方法，其特征在于，利用高壓靜電噴涂技術將組合物噴涂在金屬箔的表面時，將金屬箔水平或豎直拉直，雙面同時進行噴涂。3.根據權利要求1或2所述的集流體涂層的制備方法，其特征在于，所述組合物為粉狀混合物。4.根據權利要求3所述的集流體涂層的制備方法，其特征在于，所述組合物的制備方法為：粘結劑和固化劑進行預混制得膠粉，然后再將膠粉與導電劑干混，制得導電劑、粘結劑和固化物的組合物。5.根據權利要求1或2所述的集流體涂層的制備方法，其特征在于，利用高壓靜電噴涂技術噴涂了組合物的金屬箔在50～60℃的條件下烘烤交聯固化。6.根據權利要求1所述的集流體涂層的制備方法，其特征在于，所述組合物噴涂在金屬箔表面的厚度為0.5～2μm。7.根據權利要求1或6所述的集流體涂層的制備方法，其特征在于，金屬箔的表面刻蝕有凹槽，所述組合物利用高壓靜電噴涂...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何海平，馬美品，詹世英，李海軍，蔡慧群，
申請(專利權)人：珠海銀隆新能源有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44