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CN118016900B - 一种复合铝箔集流体及其制备方法 - Google Patents

一种复合铝箔集流体及其制备方法 Download PDF

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CN118016900B CN202410417314.5A CN202410417314A CN118016900B CN 118016900 B CN118016900 B CN 118016900B CN 202410417314 A CN202410417314 A CN 202410417314A CN 118016900 B CN118016900 B CN 118016900B
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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种复合铝箔集流体及其制备方法。制备方法为：将均匀分散有片状铝银粉和纳米锡粉的导电层涂布液采用刮刀涂布在基材至少一个侧面上后，烘干，即得复合铝箔集流体；制得的复合铝箔集流体的方阻为20mΩ以下，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为85%以上，导电层的附着力为95‑100%，针刺试验无短路。本发明的复合铝箔集流体的结合力佳，具有良好的导电通路，可以大规模生产；本发明的制备方法效率高、成本低。

Description

一种复合铝箔集流体及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种复合铝箔集流体及其制备方法。
背景技术
在锂离子电池的电化学应用中，集流体是一个关键部件，主要是承载电极材料和传导电子的作用，自锂离子电池商业化应用以来，商业锂离子电池一直采用铝箔和铜箔作为正极和负极集流体。合理选择集流体是锂离子电池成功运行的前提，提高集流体的导电性和耐腐蚀性，有助于提高锂离子电池的容量、充放电效率和循环稳定性。
铝箔和铜箔虽然应用非常成熟，但替代的复合集流体具有以下优点：
高安全性：复合集流体采用三明治结构，由中间的高分子材料层和两侧的金属堆积层组成。这种结构可以防止电池热失控，只冒烟不起火，提高了电池的安全性能。
高比能量：复合集流体具有高能量密度和良好的循环寿命，可以提供足够的过充电保护、稳定的大电流放电能力。
因此，研究如何制备复合集流体显得具有重要意义。目前，复合集流体主要通过在高分子材料层（以PET、PP或PI为基材）材料两侧镀一定厚度的铜或铝金属层，形成“三明治”型的复合结构。中间的高分子材料层厚度一般约4μm，上下两层的金属层厚度各1μm，合计约6μm。高分子材料层的材料可选择PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PP（聚丙烯）、PI（聚酰亚胺）。
专利申请CN117080455A（公开日2023年11月17日）公布了一种复合集流体及其制备方法，其在阴极辊的表面电镀形成电镀铜箔，电镀铜箔的厚度小于6μm；获得支撑层，支撑层包括绝缘高分子材料层，绝缘高分子材料层的待粘结面形成胶黏剂层；将支撑层上的胶黏剂层贴合于电镀铜箔的表面，使支撑层和电镀铜箔粘结形成复合结构，再将复合结构从阴极辊上剥离。
由此可见，现有技术中的复合集流体普遍采用电镀方式获得铜或铝的金属层，但是，铝是两性金属，能溶于酸和碱，在酸性和碱性电镀液中都不稳定，所以，采用传统的电镀方式，无法大规模、高效率、低成本制备出高安全性和高比能量的复合铝箔集流体。
因此，亟待研究提供一种新的复合铝箔集流体的制备方法，不仅使复合铝箔集流体具有高安全性和高比能量，而且制备方法的效率高，易于规模化量产，生产成本低。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种复合铝箔集流体及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种复合铝箔集流体的制备方法，将均匀分散有片状铝银粉和纳米锡粉的导电层涂布液采用刮刀涂布在基材至少一个侧面上后，烘干，即得复合铝箔集流体；
按重量份数计，导电层涂布液中各组分及含量为：片状铝银粉4.6-4.8份，纳米锡粉0.2-0.4份，水79份，助剂1份；
片状铝银粉的D50粒径为9-11μm，片状铝银粉的厚度为20-30nm；纳米锡粉的平均粒径为50nm；
烘干的温度为T1，T1大于纳米锡粉的熔点，同时低于片状铝银粉的熔点及基材的使用温度。
当采用刮刀将导电层涂布液涂布在基材上后，片状铝银粉会平铺在基材表面，本发明控制了导电层涂布液中片状铝银粉的含量，同时控制了片状铝银粉的尺寸，如此可使得基材表面上不同的片状铝银粉间隔一定的距离，本发明控制了导电层涂布液中纳米锡粉的含量，同时控制了纳米锡粉的尺寸，如此可使得基材表面上不同的片状铝银粉之间存在纳米锡粉，且纳米锡粉与片状铝银粉之间的距离较小，在烘干过程中，纳米锡粉微熔化，将不同的片状铝银粉连接在一起，形成良好的导电通路。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，助剂为炔二醇润湿剂和聚氨酯增稠剂的混合物，炔二醇润湿剂能够快速降低表面张力，确保片状铝银粉和纳米锡粉的良好润湿和充分接触，聚氨酯增稠剂能有效改善剪切粘度，并有较高的增稠倍率，提高成膜性。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，炔二醇润湿剂和聚氨酯增稠剂的重量份数比为1:1，这一比例不但使片状铝银粉和纳米锡粉更充分润湿和接触，而且整个体系具有更好的增稠效果并提供更好的流平性和成膜性。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，基材单侧表面的导电层涂布液涂层湿重为20-25g/m2，通过控制涂层湿重可以控制导电层的厚度，这一湿重范围能够使导电层的厚度较佳，既可以保证良好的导电性，又有利于牢固地结合在基材上。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，T1为225-235℃，纳米锡粉的熔点与纳米锡粉的尺寸相关，当纳米锡粉的平均粒径为50nm时，在225-235℃下纳米锡粉即可微熔化。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，烘干的时间≥20s；烘干在氮气或惰性气体保护下进行，如此可避免金属导电材料发生氧化。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，将导电层涂布液涂布在基材上之前，先在基材的待涂布导电层涂布液的表面形成胶粘剂层，如此可使得导电层和基材的结合更牢固。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，胶粘剂层的形成过程为：将胶粘剂层涂布液涂布在基材的待涂布导电层涂布液的表面后，烘干，即形成胶粘剂层，烘干的温度为T2，T2<T1，胶粘剂层的形成方式可以有多种，鉴于涂布方式操作较为简便，因而本发明优选采用涂布的方式形成胶粘剂层。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，按重量份数计，胶粘剂层涂布液中各组分及含量为：水40份，单壁碳纳米管2份，多功能润湿剂0.5份，水性聚氨酯40份，水性封闭型固化剂2份，其中单壁碳纳米管具有优异的电子、机械和力学性能，可形成三维的强化导电网络，增强导电性，并提高胶粘剂层的材料强度；多功能润湿剂降低表面张力，增进表面滑爽性和润湿性，在水性体系中改善抗粘连性；水性聚氨酯主要靠分子内极性基团产生内聚力和黏附力进行固化，且水性聚氨酯中的羧基、羟基等也可参与反应进行交联，产生更佳的粘合效果；水性封闭型固化剂可以增强交联反应和结合力。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，单壁碳纳米管的管径为1-2nm，长度为0.55-2μm，电导率>150S/cm，其极小的尺寸，较好的分散在涂层中可以形成导电网络，增强导电性。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，水性封闭型固化剂具有在T2下不释放异氰酸酯(-NCO)基团、在T1下释放异氰酸酯基团的特性；基材的表面含有羟基和/或酯基（可以是膜本身自带的基团，也可以是通过电晕处理后产生的基团，这些基团可以与水性封闭型固化剂释放的异氰酸酯基团进行交联反应，使基材和胶粘剂层之间形成更牢固的结合）；复合铝箔集流体的制备过程中，先在基材表面形成胶粘剂层，再在胶粘剂层表面形成导电层，由于水性封闭型固化剂具有在T2下不释放异氰酸酯基团、在T1下释放异氰酸酯基团的特性，同时基材的表面含有羟基和/或酯基，因此在制备胶粘剂层时，烘干过程中仅溶剂蒸发，在制备导电层时，烘干过程中不仅溶剂蒸发，水性封闭型固化剂还会释放出异氰酸酯基团，异氰酸酯基团同时与基材的表面的羟基和酯基等基团以及导电层表面的羟基和羧基等基团反应，形成交联结构产生牢固的化学键，从而显著提高基材和导电层的结合力。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，水性封闭型固化剂的异氰酸酯基团重量含量为6-7%，合适的固化剂含量直接影响到固化剂的反应活性和交联密度。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，基材的厚度为4-6μm，基材的种类不限，只要其熔点高于T1即可。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，基材单侧表面的胶粘剂层涂布液涂层湿重为3-5g/m2，这一范围的涂层湿重在干燥后，确保胶粘剂层具有合适的厚度和粘度，使导电层和基材的结合力更佳。
如上所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，T2为105-110℃，这一温度范围既有利于胶粘剂层的及时快速干燥，又可避免胶粘剂层中的水性封闭型固化剂失活，不会过早释放异氰酸酯基团。
本发明还提供了采用如上任一项所述的一种复合铝箔集流体的制备方法制得的复合铝箔集流体，复合铝箔集流体的方阻为20mΩ以下，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为85%以上，导电层的附着力为95-100%，针刺试验无短路。
有益效果：
（1）本发明采用刮刀将导电层涂布液涂布在基材上后，片状铝银粉会均匀平铺在基材表面，在温度T1尤其是235-245℃的烘干过程中，片状铝银粉之间的纳米锡粉表面微熔化，物理空间距离变小，形成金属键合，将不同的片状铝银粉连接在一起，形成良好的导电通路，获得具有优异铝金属层的复合结构；
（2）本发明的胶粘剂层在温度T2烘干后，实现水分蒸发成膜，再在温度T1尤其235-245℃时，胶粘剂层的水性封闭型固化剂释放异氰酸酯基团，一方面与基材PET电晕产生的羟基和酯基等基团反应，另一方面与导电层表面的羟基和羧基等基团反应，形成交联结构，产生牢固的化学键，使获得的复合铝箔集流体具有更佳的结合力；
（3）本发明提供的制备方法，避开了电镀方式，无论是导电涂料、涂布方式或者高温烘烤的过程，都易于操作控制，容易规模化量产，生产效率高，成本低，单线可生产，有利于获得高安全性和高比能量的复合铝箔集流体。
（4）本发明制备的复合铝箔集流体具有良好的导电性，其方阻为20mΩ以下，循环性能与铝箔集流体软包电池相近，具有相似的充放电能力，在相同测试条件下，复合铝箔集流体的电池容量保持率为85%以上，表明其完全适应目前现有的电池制备技术，且对电池的电化学性能没有影响，同时对电池针刺安全起到了巨大的提升作用，抑制了电池针刺过程的内短路。
附图说明
图1为本发明的复合铝箔集流体的结构示意图；
其中，1-基材，2-交联剂层，3-导电层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
以下为各实施例和对比例中相关性能指标的测试方法：
方阻：将制备的复合铝箔集流体样品置于样品台上，利用四探针方阻仪（厂商为苏州晶格电子有限公司，型号为ST2258C）对样品的方阻进行测试。
导电层的附着力：按照JISK-5600标准，测试导电层的附着力，其中100%代表不脱落，0%代表完全脱落。
在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率：组装锂离子电池，正极集流体采用铝箔（厚度为12μm），正极电极材料采用LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 (NCM622)，负极集流体采用实施例中制备的复合铝箔集流体，负极电极材料采用人造石墨（厂商为广东凯金新能源科技股份有限公司，牌号为AML403ST），隔膜采用氧化铝陶瓷涂覆聚乙烯隔膜（厚度为25μm），电解液采用1mol·L-1 LiPF6的碳酸酯溶液，碳酸酯为质量比为1:1:1的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的混合物，将组装好的电池以1C的充放电倍率，进行电池循环充放电1000次，记录循环充放电后的电池容量保持率。
针刺试验：对使用了复合铝箔集流体的200mAh的软包电池进行针刺试验，电池为100%充电深度状态，电压为4V，针刺后，若电压无明显变化，且无起火冒烟现象，则说明无短路。
实施例1
一种复合铝箔集流体的制备方法，具体步骤如下：
（1）原料的准备；
水；
单壁碳纳米管：厂商为北京德科岛金科技有限公司，型号为CNT400，管径为1-2nm，长度为0.55-2μm，电导率为>150S/cm；
多功能润湿剂：厂商为毕克助剂(上海)有限公司，型号为BYK-333；
水性聚氨酯：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为AH-1604F；
水性封闭型固化剂：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为A05，异氰酸酯基团重量含量为6%；
片状铝银粉：厂商为湖南金昊新材料科技股份有限公司，型号为CYH-15，D50粒径为9-11μm，厚度为20-30nm；
纳米锡粉：厂商为上海超威纳米科技有限公司，型号为CW-Sn-001，平均粒径为50nm，熔点为231.9℃；
助剂：重量份数比为1:1的炔二醇润湿剂（厂商为赢创特种化学(上海)有限公司，型号为Surfynol 440）和聚氨酯增稠剂（厂商为苏州云志化工有限公司，型号为YZ-516）的混合物；
基材：表面经过电晕处理的PI膜，厂商为东丽杜邦公司，型号为Kapton®20EN，厚度为5μm；
保护气体：氮气或惰性气体；
（2）配制胶粘剂层涂布液；
按重量份数计，胶粘剂层涂布液中各组分及含量为：水40份，单壁碳纳米管2份，多功能润湿剂0.5份，水性聚氨酯40份，水性封闭型固化剂2份；
（3）配制导电层涂布液；
按重量份数计，导电层涂布液中各组分及含量为：片状铝银粉4.6份，纳米锡粉0.2份，水79份，助剂1份；
（4）将胶粘剂层涂布液涂布在基材的双侧表面后，在105℃下烘干，形成胶粘剂层；其中，基材单侧表面的胶粘剂层涂布液涂层湿重为3g/m2；
（5）在保护气体保护下，将导电层涂布液采用刮刀涂布在基材的双侧表面上后，在235℃下烘干，得到复合铝箔集流体；其中，基材单侧表面的导电层涂布液涂层湿重为20g/m2。
最终制得的复合铝箔集流体的结构如图1所示，由自上而下的导电层3、胶粘剂层2、基材1、胶粘剂层2和导电层3组成，复合铝箔集流体的方阻为20mΩ，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为85%，导电层的附着力为100%，针刺试验无短路。
对比例1
一种集流体的制备方法，基本同实施例1，不同之处仅在于：步骤（3）中，片状铝银粉的加入份数为4.2份。
最终制得的集流体的方阻为134mΩ。
对比例1和实施例1相比，集流体的导电性能显著下降，这是因为对比例1中片状铝银粉的加入量过少，无法形成导电通路。
对比例2
一种集流体的制备方法，基本同实施例1，不同之处仅在于：步骤（5）中，烘干的温度为200℃。
最终制得的集流体的方阻为78mΩ。
对比例2和实施例1相比，集流体的导电性能明显下降，这是因为对比例2中的烘干温度低于纳米锡粉的熔点，部分锡粉没有完成熔化无法形成导电通路。
实施例2
一种复合铝箔集流体的制备方法，基本同实施例1，不同之处仅在于：步骤（1）中的水性封闭型固化剂的厂商为东莞江兴实业有限公司，牌号为JX-82。
最终制得的复合铝箔集流体的方阻为20mΩ，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为85%，导电层的附着力为97%，针刺试验无短路。
实施例3与实施例1相比，导电层的附着力下降到97%，这是因为相对实施例3而言，实施例1中的水性封闭型固化剂具有在T2下不释放异氰酸酯基团、在T1下释放异氰酸酯基团的特性，异氰酸酯基团同时与基材的表面的羟基、羧基、酰亚胺基团等基团以及导电层表面的羟基和羧基等基团反应，形成交联结构产生牢固的化学键，从而显著提高基材和导电层的结合力。
实施例3
一种复合铝箔集流体的制备方法，基本同实施例1，不同之处仅在于：不进行步骤（2）和步骤（4）。
最终制得的复合铝箔集流体的方阻为20mΩ，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为85%，导电层的附着力为95%，针刺试验无短路。
实施例4
一种复合铝箔集流体的制备方法，具体步骤如下：
（1）原料的准备；
水；
单壁碳纳米管：厂商为北京德科岛金科技有限公司，型号为CNT400，管径为1-2nm，长度为0.55-2μm，电导率为>150S/cm；
多功能润湿剂：厂商为毕克助剂(上海)有限公司，型号为BYK-333；
水性聚氨酯：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为AH-1604F；
水性封闭型固化剂：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为A05，异氰酸酯基团重量含量为7%；
片状铝银粉：厂商为湖南金昊新材料科技股份有限公司，型号为CYH-15，D50粒径为9-11μm，厚度为20-30nm；
纳米锡粉：厂商为上海超威纳米科技有限公司，型号为CW-Sn-001，平均粒径为50nm，熔点为231.9℃；
助剂：重量份数比为1:1的炔二醇润湿剂（厂商为赢创特种化学(上海)有限公司，型号为Surfynol 440）和聚氨酯增稠剂（厂商为苏州云志化工有限公司，型号为YZ-516）的混合物；
基材：表面经过电晕处理的PI膜，厂商为东丽杜邦公司，型号为Kapton®20EN，厚度为5μm；
保护气体：氮气或惰性气体；
（2）配制胶粘剂层涂布液；
按重量份数计，胶粘剂层涂布液中各组分及含量为：水40份，单壁碳纳米管2份，多功能润湿剂0.5份，水性聚氨酯40份，水性封闭型固化剂2份；
（3）配制导电层涂布液；
按重量份数计，导电层涂布液中各组分及含量为：片状铝银粉4.8份，纳米锡粉0.4份，水79份，助剂1份；
（4）将胶粘剂层涂布液涂布在基材的双侧表面后，在110℃下烘干，形成胶粘剂层；其中，基材单侧表面的胶粘剂层涂布液涂层湿重为5g/m2；
（5）在保护气体保护下，将导电层涂布液采用刮刀涂布在基材的双侧表面上后，在245℃下烘干，得到复合铝箔集流体；其中，基材单侧表面的导电层涂布液涂层湿重为25g/m2。
最终制得的复合铝箔集流体的方阻为10mΩ，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为92%，导电层的附着力为95%，针刺试验无短路。
实施例5
一种复合铝箔集流体的制备方法，基本同实施例4，不同之处仅在于：步骤（4）中仅在基材的单侧表面涂布胶粘剂层涂布液；步骤（5）中仅在基材的单侧表面（涂布有胶粘剂层涂布液的一侧）涂布导电层涂布液。
最终制得的复合铝箔集流体的方阻为20mΩ，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为90%，导电层的附着力为95%，针刺试验无短路。
实施例6
一种复合铝箔集流体的制备方法，具体步骤如下：
（1）原料的准备；
水；
单壁碳纳米管：厂商为北京德科岛金科技有限公司，型号为CNT400，管径为1-2nm，长度为0.55-2μm，电导率为>150S/cm；
多功能润湿剂：厂商为毕克助剂(上海)有限公司，型号为BYK-333；
水性聚氨酯：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为AH-1604F；
水性封闭型固化剂：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为A05，异氰酸酯基团重量含量为6.5%；
片状铝银粉：厂商为湖南金昊新材料科技股份有限公司，型号为CYH-15，D50粒径为9-11μm，厚度为20-30nm；
纳米锡粉：厂商为上海超威纳米科技有限公司，型号为CW-Sn-001，平均粒径为50nm，熔点为231.9℃；
助剂：重量份数比为1:1的炔二醇润湿剂（厂商为赢创特种化学(上海)有限公司，型号为Surfynol 440）和聚氨酯增稠剂（厂商为苏州云志化工有限公司，型号为YZ-516）的混合物；
基材：表面经过电晕处理的PI膜，厂商为东丽杜邦公司，型号为Kapton®20EN，厚度为5μm；
保护气体：氮气或惰性气体；
（2）配制胶粘剂层涂布液；
按重量份数计，胶粘剂层涂布液中各组分及含量为：水40份，单壁碳纳米管2份，多功能润湿剂0.5份，水性聚氨酯40份，水性封闭型固化剂2份；
（3）配制导电层涂布液；
按重量份数计，导电层涂布液中各组分及含量为：片状铝银粉4.6份，纳米锡粉0.2份，水79份，助剂1份；
（4）将胶粘剂层涂布液涂布在基材的双侧表面后，在105℃下烘干，形成胶粘剂层；其中，基材单侧表面的胶粘剂层涂布液涂层湿重为5g/m2；
（5）在保护气体保护下，将导电层涂布液采用刮刀涂布在基材的双侧表面上后，在239℃下烘干，得到复合铝箔集流体；其中，基材单侧表面的导电层涂布液涂层湿重为21g/m2。
最终制得的复合铝箔集流体的方阻为16mΩ，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为86%，导电层的附着力为99%，针刺试验无短路。
实施例7
一种复合铝箔集流体的制备方法，具体步骤如下：
（1）原料的准备；
水；
单壁碳纳米管：厂商为北京德科岛金科技有限公司，型号为CNT400，管径为1-2nm，长度为0.55-2μm，电导率为>150S/cm；
多功能润湿剂：厂商为毕克助剂(上海)有限公司，型号为BYK-333；
水性聚氨酯：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为AH-1604F；
水性封闭型固化剂：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为A05，异氰酸酯基团重量含量为7%；
片状铝银粉：厂商为湖南金昊新材料科技股份有限公司，型号为CYH-15，D50粒径为9-11μm，厚度为20-30nm；
纳米锡粉：厂商为上海超威纳米科技有限公司，型号为CW-Sn-001，平均粒径为50nm，熔点为231.9℃；
助剂：重量份数比为1:1的炔二醇润湿剂（厂商为赢创特种化学(上海)有限公司，型号为Surfynol 440）和聚氨酯增稠剂（厂商为苏州云志化工有限公司，型号为YZ-516）的混合物；
基材：表面经过电晕处理的PI膜，厂商为东丽杜邦公司，型号为Kapton®20EN，厚度为5μm；
保护气体：氮气或惰性气体；
（2）配制胶粘剂层涂布液；
按重量份数计，胶粘剂层涂布液中各组分及含量为：水40份，单壁碳纳米管2份，多功能润湿剂0.5份，水性聚氨酯40份，水性封闭型固化剂2份；
（3）配制导电层涂布液；
按重量份数计，导电层涂布液中各组分及含量为：片状铝银粉4.7份，纳米锡粉0.4份，水79份，助剂1份；
（4）将胶粘剂层涂布液涂布在基材的双侧表面后，在108℃下烘干，形成胶粘剂层；其中，基材单侧表面的胶粘剂层涂布液涂层湿重为4g/m2；
（5）在保护气体保护下，将导电层涂布液采用刮刀涂布在基材的双侧表面上后，在239℃下烘干，得到复合铝箔集流体；其中，基材单侧表面的导电层涂布液涂层湿重为22g/m2。
最终制得的复合铝箔集流体的方阻为15mΩ，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为88.5%，导电层的附着力为98%，针刺试验无短路。
实施例8
一种复合铝箔集流体的制备方法，具体步骤如下：
（1）原料的准备；
水；
单壁碳纳米管：厂商为北京德科岛金科技有限公司，型号为CNT400，管径为1-2nm，长度为0.55-2μm，电导率为>150S/cm；
多功能润湿剂：厂商为毕克助剂(上海)有限公司，型号为BYK-333；
水性聚氨酯：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为AH-1604F；
水性封闭型固化剂：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为A05，异氰酸酯基团重量含量为6.5%；
片状铝银粉：厂商为湖南金昊新材料科技股份有限公司，型号为CYH-15，D50粒径为9-11μm，厚度为20-30nm；
纳米锡粉：厂商为上海超威纳米科技有限公司，型号为CW-Sn-001，平均粒径为50nm，熔点为231.9℃；
助剂：重量份数比为1:1的炔二醇润湿剂（厂商为赢创特种化学(上海)有限公司，型号为Surfynol 440）和聚氨酯增稠剂（厂商为苏州云志化工有限公司，型号为YZ-516）的混合物；
基材：表面经过电晕处理的PI膜，厂商为东丽杜邦公司，型号为Kapton®20EN，厚度为5μm；
保护气体：氮气或惰性气体；
（2）配制胶粘剂层涂布液；
按重量份数计，胶粘剂层涂布液中各组分及含量为：水40份，单壁碳纳米管2份，多功能润湿剂0.5份，水性聚氨酯40份，水性封闭型固化剂2份；
（3）配制导电层涂布液；
按重量份数计，导电层涂布液中各组分及含量为：片状铝银粉4.6份，纳米锡粉0.2份，水79份，助剂1份；
（4）将胶粘剂层涂布液涂布在基材的双侧表面后，在105℃下烘干，形成胶粘剂层；其中，基材单侧表面的胶粘剂层涂布液涂层湿重为3g/m2；
（5）在保护气体保护下，将导电层涂布液采用刮刀涂布在基材的双侧表面上后，在244℃下烘干，得到复合铝箔集流体；其中，基材单侧表面的导电层涂布液涂层湿重为21g/m2。
最终制得的复合铝箔集流体的方阻为16mΩ，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为86%，导电层的附着力为99%，针刺试验无短路。
实施例9
一种复合铝箔集流体的制备方法，具体步骤如下：
（1）原料的准备；
水；
单壁碳纳米管：厂商为北京德科岛金科技有限公司，型号为CNT400，管径为1-2nm，长度为0.55-2μm，电导率为>150S/cm；
多功能润湿剂：厂商为毕克助剂(上海)有限公司，型号为BYK-333；
水性聚氨酯：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为AH-1604F；
水性封闭型固化剂：厂商为安徽安大华泰新材料有限公司，型号为A05，异氰酸酯基团重量含量为6%；
片状铝银粉：厂商为湖南金昊新材料科技股份有限公司，型号为CYH-15，D50粒径为9-11μm，厚度为20-30nm；
纳米锡粉：厂商为上海超威纳米科技有限公司，型号为CW-Sn-001，平均粒径为50nm，熔点为231.9℃；
助剂：重量份数比为1:1的炔二醇润湿剂（厂商为赢创特种化学(上海)有限公司，型号为Surfynol 440）和聚氨酯增稠剂（厂商为苏州云志化工有限公司，型号为YZ-516）的混合物；
基材：表面经过电晕处理的PI膜，厂商为东丽杜邦公司，型号为Kapton®20EN，厚度为5μm；
保护气体：氮气或惰性气体；
（2）配制胶粘剂层涂布液；
按重量份数计，胶粘剂层涂布液中各组分及含量为：水40份，单壁碳纳米管2份，多功能润湿剂0.5份，水性聚氨酯40份，水性封闭型固化剂2份；
（3）配制导电层涂布液；
按重量份数计，导电层涂布液中各组分及含量为：片状铝银粉4.8份，纳米锡粉0.3份，水79份，助剂1份；
（4）将胶粘剂层涂布液涂布在基材的双侧表面后，在108℃下烘干，形成胶粘剂层；其中，基材单侧表面的胶粘剂层涂布液涂层湿重为3g/m2；
（5）在保护气体保护下，将导电层涂布液采用刮刀涂布在基材的双侧表面上后，在244℃下烘干，得到复合铝箔集流体；其中，基材单侧表面的导电层涂布液涂层湿重为23g/m2。
最终制得的复合铝箔集流体的方阻为12mΩ，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为91%，导电层的附着力为97%，针刺试验无短路。

Claims (10)

1.一种复合铝箔集流体的制备方法，其特征在于，将均匀分散有片状铝银粉和纳米锡粉的导电层涂布液采用刮刀涂布在基材至少一个侧面上后，烘干，即得复合铝箔集流体；
按重量份数计，导电层涂布液中各组分及含量为：片状铝银粉4.6-4.8份，纳米锡粉0.2-0.4份，水79份，助剂1份；
片状铝银粉的D50粒径为9-11μm，片状铝银粉的厚度为20-30nm；纳米锡粉的平均粒径为50nm；
助剂为炔二醇润湿剂和聚氨酯增稠剂的混合物；
烘干的温度为T1，T1大于纳米锡粉的熔点，同时低于片状铝银粉的熔点及基材的使用温度。
2.根据权利要求1所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，其特征在于，炔二醇润湿剂和聚氨酯增稠剂的重量份数比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，其特征在于，基材单侧表面的导电层涂布液涂层湿重为20-25g/m2。
4.根据权利要求1所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，其特征在于，T1为235-245℃；烘干的时间≥20s；烘干在氮气或惰性气体保护下进行。
5.根据权利要求4所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，其特征在于，将导电层涂布液涂布在基材上之前，先在基材的待涂布导电层涂布液的表面形成胶粘剂层。
6.根据权利要求5所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，其特征在于，胶粘剂层的形成过程为：将胶粘剂层涂布液涂布在基材的待涂布导电层涂布液的表面后，烘干，即形成胶粘剂层，烘干的温度为T2，T2<T1。
7.根据权利要求6所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，其特征在于，按重量份数计，胶粘剂层涂布液中各组分及含量为：水40份，单壁碳纳米管2份，多功能润湿剂0.5份，水性聚氨酯40份，水性封闭型固化剂2份。
8.根据权利要求7所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，其特征在于，单壁碳纳米管的管径为1-2nm，长度为0.55-2μm，电导率>150S/cm。
9.根据权利要求7所述的一种复合铝箔集流体的制备方法，其特征在于，水性封闭型固化剂具有在T2下不释放异氰酸酯基团、在T1下释放异氰酸酯基团的特性；基材的表面含有羟基和/或酯基。
10.采用如权利要求1-9任一项所述的一种复合铝箔集流体的制备方法制得的复合铝箔集流体，其特征在于，复合铝箔集流体的方阻为20mΩ以下，在1C充放电倍率下1000次循环后电池容量保持率为85%以上，导电层的附着力为95-100%，按照JISK-5600标准，测试导电层的附着力，其中100%代表不脱落，0%代表完全脱落，针刺试验无短路。
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