專利名稱：一種鋰離子電池正極極耳材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種鋰離子電池，尤其涉及一種鋰離子電池正極的極耳材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子二次電池以其高比能量、高電壓、體積小、重量輕、安全性好等特點，近年來 獲得了巨大的發(fā)展。目前市場上的鋰離子電池從其外包裝方面可分為不銹綱或鋁殼的硬包 裝電池，用鋁塑復(fù)合物包裝軟包裝電池。軟包裝電池同硬包裝鋰電池相比，在安全性和能量 密度方面具有更強的優(yōu)勢，在市場上呈快速增長。近年來，軟包裝鋰離子電池制造技術(shù)有了 很大的進步，但有些看似技術(shù)細節(jié)，實際上很大程度上影響著電池整體性能和生產(chǎn)成本及 產(chǎn)品質(zhì)量，成本。例如，在軟包裝鋰離子電池的正極片的制片工藝中，現(xiàn)有的正極片都是 在極片的末端超焊鋁帶作為正極耳。但由于鋁帶的不可焊性，業(yè)界提出了一種解決鋁帶的 不可焊性的問題，如釆用激光穿孔焊接或采用膠粘方法，如申請?zhí)枮?00510122316. 9的 專利采用鋁帶一端與一條非鋁金屬重疊，在疊置處復(fù)合熱熔材料，將鋁帶與所述非鋁金屬 條連接為一體，這樣就解決了鋁帶不可焊性的問題，但是由于疊合處會產(chǎn)生一定的接觸內(nèi) 阻，且只有鋁帶的一面與非鋁金屬條接觸，從而增加了電池內(nèi)阻，降低了電池的放電性能； 由于在生產(chǎn)過程中，需要人工對鋁帶極耳進行粘非鋁金屬片處理，增加了電池生產(chǎn)人工成 本；另外，由于粘接膠老化或粘接非鋁金屬片處理工作的不到位，影響了電池產(chǎn)品的質(zhì)量 和成品率，也導(dǎo)致了產(chǎn)品成本的提高；在生產(chǎn)過程中，常采用鎳條作為非鋁金屬條，由于 鎳為稀有金屬，價格高，也提高了電池生產(chǎn)的原材料成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是提供一種制造成本低、使用性能良好的鋰離子電池 的正極極耳材料。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于鋰離子電池制造的正極復(fù)合 材料，包括鋁基體層，在鋁基體層的一端表面結(jié)合一層非鋁金屬，如鎳、錫鎳合金層。 作為本發(fā)明內(nèi)容是對鋰離子電池的正極極耳材料進行改進，是在鋁帶為正極極耳材料
上進行的。在鋁帶的一端的上下表面基體層上均勻地結(jié)合一層非鋁金屬，如鎳、錫鎳合金
層。鋁基體的厚度選擇范圍可為0. 1 0. 15 mm，非鋁金屬層，如鎳金屬層或錫鎳合金層 的厚度可為0.5 2.5 um，非鋁金屬層的長度可為0.5 20.0mm，鋁基體的厚度可優(yōu)選 為0. 1 0. 11 mm，非鋁金屬層的厚度可優(yōu)選為0. 8 1. 5 u m，非鋁金屬層的長度優(yōu)選為 10 15 mm (見附圖)。
本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種制造成本低、使用性能優(yōu)良的鋰離子電 池的正極極耳材料的制備方法。為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋰離子電池正極極 耳材料的制備方法，該方法包括在鋁基體的一端上下表面通過電鍍或非電鍍方法結(jié)合一 層非鋁金屬層，如鎳或錫鎳合金層的過程，也包括對結(jié)合了一層非鋁金屬層，如鎳或錫 鎳合金層的鋁帶進行進一步加工成鋰離子電池正極極耳的過程。
在鋁基體層的上下表面電鍍一層非鋁金屬層，如鎳或錫鎳合金層時，所用的電鍍液中 包括鎳鹽或鎳鹽、錫鹽和pH調(diào)節(jié)劑以及表面活性劑。所用鎳鹽為硫酸鎳、氯化鎳或硝 酸鎳；錫鹽可為硫酸錫、氯化亞錫、四氯化錫；pH調(diào)節(jié)劑為硼酸、表面活性劑為長碳鏈 硫酸鹽，如十二烷基硫酸鈉。
在鋁基體上電鍍鎳或錫鎳合金制備鋰離子電池正極極耳材料的過程為 化學(xué)除油一水洗一堿蝕一水洗一化學(xué)拋光一水洗一一次浸鋅一水洗一酸洗一水洗一二次 浸鋅一水洗一電鍍一高溫烘烤。
電鍍時所用電流密度為1. 5 5. 0 A/dra2， 鍍液pH為4. 0 5. 5，溫度為40 60°C ， 時間為1.0 2.0分鐘。 烘烤溫度為60 10(TC。
在在鋁基體上非電鍍一層非鋁金屬層，如鎳或錫鎳合金層制備鋰離子電池正極極耳材 料的過程為
化學(xué)除油一水洗一堿蝕一水洗一化學(xué)拋光一水洗一一次浸鋅一水洗一酸洗一水洗一二 次浸鋅一水洗一非電鍍一高溫烘烤。
所用的非電鍍液中包括鎳鹽或鎳鹽、錫鹽和復(fù)合絡(luò)合劑、還原劑。所用鎳鹽為硫酸鎳、 氯化鎳或硝酸鎳；錫鹽可為硫酸錫、氯化亞錫、四氯化錫；復(fù)合絡(luò)合劑為混合酸、還原劑 為次磷酸鈉。
非電鍍時所用鍍液pH為4.0 5.5，溫度為80 95。C，時間為2.0 4.0分鐘。 本發(fā)明采用在鋁片一端的上下表面通過電鍍或非電鍍方式結(jié)合一層非鋁金屬層，如
鎳或錫鎳合金層而制備的金屬復(fù)合材料，根據(jù)鋰離子電池生產(chǎn)需求，經(jīng)過高精密分條機 對其切割分條，加工成具有一定尺寸的金屬帶，作為鋰離子電池正極極耳材料。
本發(fā)明采用在鋁帶一端的上下表面通過電鍍或非電鍍方式結(jié)合一層非鋁金屬層，如 鎳或錫鎳合金層，形成金屬復(fù)合材料，解決了鋁作為鋰離子電池正極極耳材料時的可焊 性差的問題。通過電鍍在鋁帶一端的上下表面結(jié)合了一層非鋁金屬層，如鎳或錫鎳合金， 可以提高電導(dǎo)率、降低電池內(nèi)阻；而合金層中的錫可以改善導(dǎo)熱性，采用鎳可以提高極 耳的柔韌性，使極耳具有良好的機械性能。采用本發(fā)明所制備的正極極耳具有成本低、 良好的可焊性能、機械性能和抗腐蝕性能，由此制備的鋰離子電池具有熱導(dǎo)性好、電導(dǎo) 率較高、內(nèi)阻低，質(zhì)量穩(wěn)定等特點。


為本發(fā)明的一種鋰離子電池正極極耳沿長度方向橫剖示意圖 圖中標(biāo)記分別為1、鋁條2、非鋁金屬層 具體實施實例1
以厚度為0. 15mm、長度為30cm、寬度為10cm的鋁帶為基體材料，經(jīng)過除油、酸洗 活化和浸鋅處理后，從長度方向?qū)X帶下緣、寬度為1.5cra的部分浸入非電鍍?nèi)芤?，進 行酸性非電鍍鎳，非電鍍?nèi)芤航M成和工藝參數(shù)為六水硫酸鎳20g/L，次磷酸鈉10g/L， 復(fù)合絡(luò)合劑20 g/L， pH為5.0，溫度為9(TC，時間為4分鐘。完成浸鍍后，用蒸餾水 將鋁帶清洗，放入氮氣氛，于8(TC下干燥4分鐘。干燥后的鋁帶進入高精密分條機對其 切割分條。
具體實施實例2
以厚度為O. 15mm、長度為30cm、寬度為10cm的鋁帶為基體材料，經(jīng)過除油、酸洗 活化和浸鋅處理后，從長度方向?qū)X帶下緣、寬度為1.5cm的部分浸入電鍍?nèi)芤?，進行 酸性電鍍鎳，電鍍?nèi)芤航M成和工藝參數(shù)為六水硫酸鎳20 g/L，硫酸錫5 g/L，次磷酸 鈉10 g/L,硼酸IO g/L， pH為4.5，溫度為55。C，電流密度為2. OA/dm2，電鍍時間為 1.0分鐘。完成電鍍后，用蒸餾水將鋁帶清洗，放入氮氣氛，于80。C下干燥4分鐘。干 燥后的鋁帶進入高精密分條機對其切割分條。
權(quán)利要求
1、一種鋰離子電池正極極耳材料，其特征在于包括鋁基體層，在所述鋁基體層的一端的上下表面結(jié)合一層非鋁金屬，如鎳、錫鎳合金層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋰離子電池正極極耳材料，其特征在于所述鋁基體一端的上下表面結(jié)合一層非鋁金屬，如鎳、錫鎳合金層，合金層的長度可為0.5 20.0mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池正極極耳材料，其特征在于所述鋁基體的厚度選 擇范圍可為0.1 0.15 mm,非鋁金屬層的厚度可為0.5 2.5 pm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋰離子電池正極極耳材料，其特征在于在所述鋁基體一端的上下 表面通過電鍍或非電鍍方法結(jié)合一層非鋁金屬，如鎳、錫鎳合金層。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池正極極耳材料，其特征在于進行電鍍或非電鍍之前， 將鋁基體層的邊緣切齊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池正極極耳材料，其特征在于在鋁基體一端的上下表面 電鍍一層非鋁金屬，如鎳、錫鎳合金層時，所用電鍍液中包括鎳鹽或鎳鹽、錫鹽和pH調(diào) 節(jié)劑以及表面活性劑。所用鎳鹽為硫酸鎳、氯化鎳或硝酸鎳；錫鹽可為硫酸錫、氯化亞錫、 四氯化錫；pH調(diào)節(jié)劑為硼酸、表面活性劑為長碳鏈硫酸鹽，如十二烷基硫酸鈉。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池正極極耳材料，其特征在于在鋁基體一端的上下表面 非電鍍一層非鋁金屬，如鎳、錫鎳合金層時，所用非電鍍液中包括鎳鹽或鎳鹽、錫鹽、還 原劑和pH調(diào)節(jié)劑以及表面活性劑。所用鎳鹽為硫酸鎳、氯化鎳或硝酸鎳；錫鹽可為硫酸 錫、氯化亞錫、四氯化錫；pH調(diào)節(jié)劑為硼酸、還原劑為次磷酸鈉、表面活性劑為長碳鏈 硫酸鹽，如十二烷基硫酸鈉。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的鋰離子電池正極極耳材料，其特征在于對經(jīng)過電鍍或非電鍍 處理得到的鋁基體進行烘烤，烘烤溫度為60 10(TC，烘烤在具有保護氣氛的環(huán)境下進行。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池正極極耳，其特征在于所述保護氣氛為氮氣。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池正極極耳材料，其特征在于烘烤時間為3 5分鐘。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池正極極耳材料，其特征在于烘烤后，對結(jié)合了一層非鋁金屬，如鎳、錫鎳合金層的鋁帶進行分條。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰離子電池制造技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種鋰離子電池正極極耳及其制備方法，包括鋁基體層，在鋁基體層一端的上下表面結(jié)合一層非鋁金屬層，如鎳或錫鎳合金層。本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池正極極耳的制備方法，該方法包括鋁基體層一端的上下表面通過電鍍或非電鍍的方式形成結(jié)合牢固的一層非鋁金屬層，如鎳或錫鎳合金層的過程。本發(fā)明采用電鍍或非電鍍的方式在鋁基體層上結(jié)合牢固的一層非鋁金屬層，如鎳或錫鎳合金層，可以提高正極電導(dǎo)率、降低內(nèi)阻，在鋁基體的一端所形成的合金層具有散熱快、柔韌性好、不易折斷等特點，使極耳具有良好的機械性能和使用性能，同時本發(fā)明極耳材料既有成本低廉的特點。
文檔編號H01M2/30GK101383407SQ200810143389
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者湯建新, 胡舜欽, 謝志美 申請人:謝志美;湯建新;胡舜欽