CN107819104A - 锂铜复合负极箔片的制备方法 - Google Patents

锂铜复合负极箔片的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锂铜复合负极箔片的制备方法，采用间隔式局部压力增强的方法将锂金属箔片均匀粘附在铜箔表面上，构成锂铜复合负极箔片，具体方法步骤如下：将铜箔夹于锂金属箔片之间，形成锂箔/铜箔/锂箔夹心层；采用普通压延设备，启动牵引***，使锂箔/铜箔/锂箔夹心层通过碾压辊对其形成间隔式局部压力，压力范围为0.05MPa～5MPa，形成预复合的锂箔/铜箔/锂箔夹心片；将预复合的锂箔/铜箔/锂箔夹心片再次通过碾压辊，并施加压力进行整形，压力范围为0.02MPa～5MPa，即得到锂铜复合负极箔片。有益效果：采用本方法制作的锂铜复合负极箔片的层与层之间均匀接触，进一步改善锂金属负极与铜箔的接触，避免了锂金属箔片与铜箔之间粘结不牢的问题，从而防止电池工作过程中锂金属的断电。

Description

锂铜复合负极箔片的制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂铜复合负极箔片的制备方法。
背景技术
目前常用的锂电池负极材料为石墨材料，石墨负极理论比容量372mAh/g，传统石墨负极体系的能量密度已无太大的提升空间，金属锂的理论比容量为3860mAh/g，氧化还原电位低，锂金属作为锂离子电池的负极具有天然的优势，金属锂负极被业内认为是高能量密度电池的最终负极解决方案。当前，采用铜箔做集流体和极耳的金属锂/铜负极箔是锂离子电池的关键研究。但是研究表明机械强度差是金属锂/铜负极箔的最大缺陷。锂金属负极与铜箔层间接触力差，导致电池工作过程中锂金属断电，无法实现大规模的生产和应用。锂电池行业亟待研发出高粘结力的锂/铜复合箔片的简单可靠制备方法。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种锂铜复合负极箔片的制备方法，金属锂复合负极的负极层与层之间均匀接触，粘结效果好，进一步改善锂金属负极与铜箔的接触力，防止电池工作过程中锂金属的断电。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种锂铜复合负极箔片的制备方法，其特征是：采用间隔式局部压力增强方法将锂金属箔片均匀粘附在铜箔表面上，构成锂铜复合负极箔片，具体方法步骤如下：
1)将铜箔夹于锂金属箔片之间，形成锂箔/铜箔/锂箔夹心层；
2)采用普通压延设备，启动牵引***，使锂箔/铜箔/锂箔夹心层通过碾压辊对其形成间隔式局部压力,压力范围为0.05MPa～5MPa，形成预复合的锂箔/铜箔/锂箔夹心片；
3)将预复合的锂箔/铜箔/锂箔夹心片再次通过碾压辊，并施加压力进行整形，压力范围为0.02MPa～5MPa，即得到锂铜复合负极箔片。
所述铜箔厚度为3微米-25微米，锂金属箔片厚度为1微米-200微米。
所述锂金属箔片表面设有保护膜，所述保护膜采用聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚四氟乙烯材料。
所述碾压辊采用高硬度合金钢、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚四氟乙烯材料。
所述碾压辊的表面均布有若干个凸起，凸起形状是圆形、椭圆形、三角形、正方形、长方形、五边形或六边形的一种或两种以上，凸起采用规则或不规则排列，凸起的高度为10微米-10毫米，凸起面积占碾压辊表面积的20～80％。
有益效果：采用本方法制作的锂铜复合负极箔片的层与层之间均匀接触，粘结效果好，进一步改善锂金属负极与铜箔的接触，避免了锂金属箔片与铜箔之间粘结不牢的问题，从而防止电池工作过程中锂金属的断电；高粘结力的锂铜复合负极箔片可以增强锂金属箔片的机械加工性能，利于生产放大，减少工艺步骤，提高生产效率。
附图说明
图1是锂铜复合负极箔片的结构示意图；
图2是碾压辊的结构示意图；
图中：1、锂金属箔片，2、铜箔，3、保护膜，4、碾压辊，5、凸起。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
详见附图1、2，本实施例提供了一种锂铜复合负极箔片的制备方法，采用间隔式局部压力增强方法将锂金属箔片均匀粘附在铜箔表面上，构成锂铜复合负极箔片，具体方法步骤如下：
1)将铜箔2夹于锂金属箔片1之间，形成锂箔/铜箔/锂箔夹心层；
2)采用普通压延设备，启动牵引***，使锂箔/铜箔/锂箔夹心层通过碾压辊4对其形成间隔式局部压力，压力范围为0.05MPa～5MPa，制成预复合的锂箔/铜箔/锂箔夹心片；
3)将预复合的锂箔/铜箔/锂箔夹心片再次通过碾压辊，并施加压力进行整形，压力范围为0.02MPa～5MPa，即得到锂铜复合负极箔片。
所述铜箔厚度为3微米-25微米，锂金属箔片厚度为1微米-200微米。
所述锂金属箔片表面设有保护膜3，所述保护膜采用聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚四氟乙烯材料。
所述碾压辊采用高硬度合金钢、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚四氟乙烯材料。
所述碾压辊的表面均布有若干个凸起5，凸起形状是圆形、椭圆形、三角形、正方形、长方形、五边形或六边形的一种或两种以上，凸起采用规则或不规则排列，凸起的高度为10微米-10毫米，凸起面积占碾压辊表面积的20～80％。
实施例1
一种锂铜复合负极箔片的制备方法，步骤如下：
1)将6微米厚铜箔夹于两层50微米厚锂箔中，形成夹心结构。
2)启动牵引***，使锂箔/铜箔/锂箔夹心层通过上下两层碾压辊，上碾压辊为凹凸板，凸起形状为圆形，直径500微米，圆形间隔1毫米，利用碾压辊形成间隔式局部压力，将锂箔与铜箔进行预复合；
3)使预复合的锂箔/铜箔/锂箔夹心片再次通过碾压辊，并施加压力进行整形，即得到复合锂金属负极箔)。
实施例2
一种锂铜复合负极箔片的制备方法，步骤如下：
1)将6微米厚铜箔夹于两层50微米厚锂箔中，形成夹心结构。
2)启动牵引***，使锂箔/铜箔/锂箔夹心层通过上下两层平压板，上平压板为凹凸板，凸出形状为圆形，直径500微米，圆形间隔1毫米，利用平压板形成间隔式局部压力增强，将锂箔与铜箔进行预复合。
3)使预复合的锂箔/铜箔/锂箔夹心片再次通过碾压辊，并施加压力进行整形，即得到复合锂金属负极箔。
本发明采用的间隔式局部压力增强的方法，即采用辊压或平压的方式，碾压辊或平压板表面为凹凸板，凸板形成局部压力增强，将锂箔粘附于集流体上，从而制备高粘结力锂金属复合箔片，改善了普通压制复合的方法制备箔片粘结力差的特点，本方法制备的复合锂金属箔以集流体箔片作为支撑结构，增强了锂箔的加工强度，更好的避免了加工及应用过程中的形变，同时在电池体系应用中，防止电池工作过程中锂金属的断电造成的电池失效。
上述参照实施例对该一种锂铜复合负极箔片的制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种锂铜复合负极箔片的制备方法，其特征是：采用间隔式局部压力增强方法将锂金属箔片均匀粘附在铜箔表面上，构成锂铜复合负极箔片，具体方法步骤如下：
1)将铜箔夹于锂金属箔片之间，形成锂箔/铜箔/锂箔夹心层；
2)采用普通压延设备，启动牵引***，使锂箔/铜箔/锂箔夹心层通过碾压辊对其形成间隔式局部压力，压力范围为0.05MPa～5MPa，构成预复合的锂箔/铜箔/锂箔夹心片；
3)将预复合的锂箔/铜箔/锂箔夹心片再次通过碾压辊，并施加压力进行整形，压力范围为0.02MPa～5MPa，即得到锂铜复合负极箔片。
2.根据权利要求1所述的锂铜复合负极箔片的制备方法，其特征是：所述铜箔厚度为3微米-25微米，锂金属箔片厚度为1微米-200微米。
3.根据权利要求1所述的锂铜复合负极箔片的制备方法，其特征是：所述锂金属箔片表面设有保护膜，所述保护膜采用聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚四氟乙烯材料。
4.根据权利要求1所述的锂铜复合负极箔片的制备方法，其特征是：所述碾压辊采用高硬度合金钢、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚四氟乙烯材料。
5.根据权利要求1或4所述的锂铜复合负极箔片的制备方法，其特征是：所述碾压辊的表面均布有若干个凸起，凸起形状是圆形、椭圆形、三角形、正方形、长方形、五边形或六边形的一种或两种以上，凸起采用规则或不规则排列，凸起的高度为10微米-10毫米，凸起面积占碾压辊表面积的20～80％。
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