一种锂离子电池集流体及其制备方法和一种锂离子电池的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池正极的集流体及其制 备方法以及应用该锂离子电池集流体的电池。
【背景技术】
[0002] 在以碳或硅合金等为负极，钴酸锂、镍钴锰三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂等为正极 材料的锂离子电池，负极材料的首次效率远远低于正极材料，由于缺少可逆的锂离子，造成 了正极材料的极大浪费，并且很大程度上降低了电池的能量密度。同时由于电池循环或存 储过程中可逆锂离子的损耗，使正负极材料出现了更大的浪费，能量密度进一步降低，同时 加速了电池的使用寿命的衰减。
[0003] 传统的解决方案是提高负极的首次效率以及降低电池使用过程中的副反应的发 生。提高负极的首次效率传统的方法是表面包覆以及表面改性，降低负极的表面缺陷以及 比表面积。降低负极的表面缺陷工艺上难度非常大，多年来进展缓慢，降低负极材料的比表 面积对负极材料的性能影响较大，目前负极材料的改进已经出现了瓶颈。
[0004] 提高电池寿命传统的方法是选择高纯度的材料以及严格的工艺控制，大大的增加 了制造成本，收效也甚微。
[0005]目前部分新的解决方案为在负极表面补充金属锂，通过自身反应，首次充电消耗 锂离子，这种方法只能提供首次充电消耗的锂的量，并且工艺控制难度大大增高，环境要求 也大大提高，从而极大提升了电池成本。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个目的在于：提供一种锂离子电池集流体，以增加电池循环过程中的 可逆锂离子的量，并且持续提供可逆的锂离子，提高电极材料的利用率，从而提高电池能量 密度以及循环寿命。
[0007] 作为合金的集流体在首次充电过程中表面的锂元素会氧化进入电解液形成锂离 子，供负极形成SEI所消耗的锂，并且合金的氧化过程是不可逆的过程，因此在放电过程 中锂离子会进入正极材料中的空穴形成可逆的锂离子。本发明采用锂含量为〇.5wt%~ 5wt %，错含量为95wt %~99. 5wt %的错锂合金作为集流体，随着锂元素的氧化进入电解 液，集流体上会出现微孔缺陷，电解液会进入微孔缺陷，让集流体体相中的锂接触到电解液 从而被氧化以锂离子态进入电解液，反复这个过程可以持续提供电池循环中消耗的可逆的 锂，从而达到提高电池能量密度以及循环寿命的目的。
[0008] 本发明的技术方案为：一种锂离子电池集流体，集流体由铝锂合金材料制成，锂的 含量为0· 5wt %~5wt %，铝的含量为95wt %~99. 5wt %。
[0009] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，所述铝锂合金材料中，锂的含量为 0· 5wt % ~4wt %，错的含量为 96wt % ~99. 5wt %。
[0010] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，所述铝锂合金材料中，所述铝锂合 金材料中，锂的含量为1. 5wt%~4wt%，错的含量为96wt%~98. 5wt%。
[0011] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，所述铝锂合金材料中，所述锂的含 量为2wt %，铝的含量为98wt %。
[0012] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，所述铝锂合金材料中，所述集流体 的厚度为5~30um〇
[0013] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，所述铝锂合金材料中，所述集流体 的厚度为7~23um〇
[0014] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，所述铝锂合金材料中，所述集流体 的熔点为580~650°C。
[0015] 本发明还提供了另一种锂离子电池集流体，包括极耳和集流条；其中所述集流条 由错锂合金材料制成。
[0016] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，制备所述集流条的铝锂合金材料 中，锂的含量为〇· 5wt%~5wt%，铝的含量为95wt%~99. 5wt%。
[0017] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，制备所述集流条的铝锂合金材料 中，锂的含量为1. 5wt%~4wt%，错的含量为96wt%~98. 5wt%。
[0018] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，制备所述集流条的铝锂合金材料 中，所述锂的含量为2wt %，铝的含量为98wt %。
[0019] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，所述集流条的厚度为5~30um。
[0020] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，所述集流条的厚度为7~23um。
[0021] 作为本发明锂离子电池集流体的进一步改进，制备所述集流条的铝锂合金的熔点 为 580 ~650 Γ。
[0022] 本发明还提供了一种锂离子电池正极片，包括上述集流体和涂布在上述集流体两 面的正极浆料。
[0023] 作为本发明的锂离子电池正极片的进一步改进，所述正极浆料包括锂镍钴锰 (NMC)、导电碳粉（Super-P)、聚偏氟乙烯（PVDF)，质量比为96:1.7:2.3。
[0024] 本发明还提供了一种锂离子电池，包括正极片和负极片，其中正极片包括上述集 流体和涂布在上述集流体两面的正极浆料。
[0025] 本发明还提供了一种制备集流体的方法，包括如下步骤：
[0026] (1)按照铝锂合金的重量百分比要求配料；
[0027] (2)熔炼；恪炼温度为680 °C~780 °C ;
[0028] (3)浇铸成铸锭；并对对所述铸锭进行剥皮
[0029] (4)将剥皮后的铸锭进行均匀化处理；将均匀化处理后的铸锭进行二次均匀化处 理；
[0030] (5)将经过所述二次均匀化处理的铸锭锻造加工成所需厚度的集流体。
[0031] 作为本发明的制备集流体的方法的改进，步骤（1)中的质量百分比为锂0.5~5 份，铝95~99. 5份；
[0032] 作为本发明的制备集流体的方法的改进，步骤（3)中所述的浇铸在氩气保护环境 下进行；
[0033] 作为本发明的制备集流体的方法的改进，步骤（4)中所述的均匀化处理是在 470°C下进行24h ;步骤（4)中所述的二次均匀化处理是在490°C下进行48h ;
[0034] 作为本发明的制备集流体的方法的改进，步骤（5)中所述的锻造加工在450°C的 条件下进行；
[0035] 本发明的制备集流体的方法中制得的铝锂合金厚度为5~30um。
[0036] 本发明的有益效果在于：本发明采用锂含量在0. 5wt%~5wt%铝锂合金作为集 流体，可以有效提供电池首次充电负极所消耗的锂离子，使电池的能量密度最高可以提高 5%以上；并且，在可以在循环过程中持续提供电池循环中消耗的可逆的锂离子，从而起到 改善循环的作用，使电池的循环寿命最高可以提高30 %以上；同时采用铝锂合金集流体可 以有效增强集流体的强度改善正极的冷乳带来的形变。
【具体实施方式】
[0037] 以下将结合附图和实施例对本发明技术方案进一步地详述，但本发明的实施例不 限于此。
[0038] 图1为以实施例1得到的铝锂合金材料为集流体相对于以同样厚度的纯铝箱为集 流体所组装的锂离子电池循环寿命对比图；
[0039] 图2为以实施例2得到的铝锂合金材料为集流体相对于以同样厚度的纯铝箱为集 流体所组装的锂离子电池循环寿命对比图；
[0040] 图3为以实施例3得到的铝锂合金材料为集流体相对于以同样厚度的纯铝箱为集 流体所组装的锂离子电池循环寿命对比图；
[0041] 图4为以实施例4得到的铝锂合金材料为集流体相对于以同样厚度的纯铝箱为集 流体所组装的锂离子电池循环寿命对比图；
[0042] 图5为以实施例5得到的铝锂合金材料为集流体相对于以同样厚度的纯铝箱为集 流体所组装的锂离子电池循环寿命对比图；
[0043] 图6为以实施例6得到的铝锂合金材料为集流体相对于以同样厚度的纯铝箱为集 流体所组装的锂离子电池循环寿命对比图；
[0044] 图7为在以锂镍钴锰为正极材料的半电池中，以实施例3得到的铝锂合金材料为 集流体相对于以纯铝箱为集流体的首次的充放电曲线对比图；
[0045] 图8为在以锰酸锂