金属锂带及其制备方法及使用该金属锂带的储能器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于裡金属技术领域,特别设及一种金属裡带及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 由于裡电池具有能量密度高等特点,进入21世纪之后,其在储能器件中扮演着越 来越重要的角色。而随着使用该些裡电池的便携式电子设备微型化和长待机化的不断发 展,该些设备对裡电池的能量密度提出了越来越高的要求。因此,如何提高裡电池的能量密 度,便成为了广大裡电池研究领域研究者最为重点的研究方向。
[0003] 裡电池包括金属裡负极电池和裡离子电池。
[0004] 对于裡离子电池而言,由于电极材料的原因,在首次充电过程中均会形成固体电 解质膜(SEI膜),从而消耗一部分来自正极材料中的裡离子,最终导致电巧的首次库伦效 率低于100%。例如石墨材料的首次库伦效率在90%左右,而合金阳极首次效率更低,W娃 阳极材料为例,其首次库伦效率之间65%~85%之间。为了较大幅度的提高电巧的能量密 度,就有必要提高电巧的首次库伦效率。在该方面,国内外专家均展开了广范的研究,并取 得了一些成果:公开号为CN1290209C的中国专利申请提到将裡金属、阳极材料和非水液体 混合形成浆料,将浆料涂覆到集流体上,然后干燥浆液;该方法虽然能够起到补裡作用,最 终实现提高电巧的首次库伦效率的目的,但是整个电巧的生产工艺必须在干燥室内完成, 同时金属裡与阳极材料共混难度大,因此生产成本较高。申请号为JP1996027910的日本专 利申请采用将金属裡片覆盖在阳极片表面,然后卷绕制成电池,再灌注电解液的方法制备 裡离子电池,使用该方法补裡时,由于补裡量需求较低,需要使用厚度非常小的金属裡带。
[0005] 而对于金属裡电池而言,由于正极材料涂敷厚度及活性材料比容量的限制,其真 实需要的与其匹配的金属裡的厚度同样较小,降低现有裡电池金属裡片的厚度,同样可W 显著的提高电池的能量密度。但现有技术难W生成出厚度较小的金属裡带。
[0006] 有鉴于此,确有必要开发一种厚度较小,同时又能大批量稳定生产的金属裡带,从 而用于储能器件补裡或金属裡电池负极。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于;针对现有技术的不足,而提供的一种金属裡带;包括基材W 及附着在基材上的金属裡层;该金属裡层的厚度小于等于100ym,且其与基材之间还设置 有阻隔层;该阻隔层与金属裡之间不具有反应活性,在外在因素促使下,金属裡层能够从阻 隔层上脱落。其制备方法包括基材处理与裡带制备两个步骤。本发明的金属裡带可W非常 容易的将金属裡层与基材分离,得到自支撑的金属裡带。
[0008] 为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0009] 一种金属裡带,包括:
[0010] 基材;W及
[0011] 金属裡层,附着在所述基材上;
[0012] 所述金属裡层的厚度小于或等于100ym;
[0013] 所述金属裡层与所述基材之间还设置有阻隔层,所述阻隔层厚度
[0014] 小于或等于lOOym;
[0015] 所述阻隔层与金属裡之间不具有反应活性,在外在因素促使下,
[0016] 所述金属裡层能够从阻隔层上脱落。
[0017] 作为本发明金属裡带的一种改进,所述金属裡层的厚度小于或等于30ym。
[0018] 作为本发明金属裡带的一种改进,所述基材包括金属巧材、聚合物巧材或复合巧 材。
[0019] 作为本发明金属裡带的一种改进,所述基材为铜巧、侣巧、无诱钢巧、侣塑膜、巧龙 膜、聚己締膜、聚丙締膜、聚氯己締膜或聚醋膜;所述基材的厚度小于或等于5mm。
[0020] 作为本发明金属裡带的一种改进,所述阻隔层含有烙点、升华点或分解温度介于 0°C-150°c之间的物质,此时,如果对制得的复合在基材上的金属裡带进行加热(解热温度 为0°C-150°C),则阻隔层将被破坏,因此金属裡带就能自动的从基材上脱落下来;且所述 阻隔层上还分布有润滑剂(包括石墨、二硫化钢、氧化物、氣化物、软金属、矿物油、合成油 和动植物油中的至少一种),此时,在润滑剂作用下,将降低阻隔层与金属裡带之间的粘接 力,更有利于将裡带从阻隔层上剥离下来。
[0021] 作为本发明金属裡带的一种改进,所述阻隔层含有碳酸己締醋、聚締姪弹性体、己 締-醋酸己締共聚物、聚氧化己締、聚e-己内醋、聚丙締酸醋、聚了二酸己二醇醋、碳酸氨 锭和舰中的至少一种。
[0022] 本发明还包括一种金属裡带的制备方法,其特征在于,主要包括如下步骤:
[0023] 步骤1,基材处理;将阻隔层均匀布置于基材上待用;
[0024] 步骤2,金属裡带制备;将金属裡源布置于两层厚度分别为hi和h2的经过步骤1 处理的基材之间,之后进行漉压,使得金属裡带均匀的分布于两层基材之间,即得到成品金 属裡带;
[00巧]步骤3,通过加热处理,即可将基材从金属裡带上剥离下来,得到自支撑金属裡带。
[0026] 作为本发明金属裡带的制备方法的一种改进,步骤2所述裡源为金属裡带、金属 裡丝和金属裡粉中的至少一种。
[0027] 作为本发明金属裡带的制备方法的一种改进,步骤2所述漉压方式为对漉漉压, 两漉之间的空隙为a,且化l+h2)<a《(hl+h化lOOym)。
[002引一种使用上述金属裡带富裡的储能器件,所述储能器件为裡离子电池、裡硫电池 或裡空气电池。
[0029] 本发明的有益效果在于:与传统的金属裡带不同,本发明的金属裡带及其制备方 法具有明显优势:
[0030] 首先,单纯的金属裡带,当其厚度较小时,具有非常强的粘黏性,极难成型,而本发 明引入了基材,可W起到支撑裡带和防止裡带之间粘黏到一起的双重功能。
[0031] 其次,本发明在金属层与基材之间引入了阻隔层,该缓冲层在外在因素作用下将 被破坏,从而使得裡金属层自动脱落下来,解决了金属裡层与基材之间粘黏后难W分离的 问题,从而得到独立支撑的厚度小的金属裡带。
[0032] 最后,该方法制备金属裡带,工艺简单,便于工业化生产。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合【具体实施方式】对本发明及其有益效果进行详细说明,但本发明的实施方 式不限于此。
[0034] 比较例1
[00巧]选择两层厚度均为0. 1mm的阳T聚醋薄膜为基材,之后W金属裡粉为裡源,置于两 层基材之间,用漉压机滚压,控制两漉之间的间隙为0. 22mm,之后得到金属裡均匀分布于两 薄膜之间的复
合金属裡带。
[0036] 实施例1
[0037] 基材处理;选择两片厚度均为0. 1mm的阳T聚醋薄膜为基材,之后在两片基材的各 一个面上处理一层厚度为0.002mm的聚氧化己締得到两片预处理阳T聚醋薄膜基材;
[0038] 金属裡带的制备;之后W金属裡粉为裡源,置于上述两片预处理PET聚醋薄膜 基材之间,且处理层与裡层位于基材同侧,之后用漉压机滚压,控制两漉之间的间隙为 0. 22mm,之后得到金属裡均匀分布于两薄膜之间的复合金属裡带;将上述复合裡带裡带加 热至60°C,使得预处理层融化,去除两片基材即得到厚度为16ym的自支撑金属裡带。
[00測 实施例2
[0040] 与实施例1的不同之处在于:滚压时控制两漉之间的间隙为0. 207mm。
[0041] 其余与实施例1相同,不再寶述。
[004引实施例3
[0043] 与实施例1的不同之处在于:滚压时控制两漉之间的间隙为0. 304mm。
[0044] 其余与实施例1相同,不再寶述。
[004引 实施例4
[0046] 基材处理:选择一层厚度为0. 17mm的阳T聚醋薄膜为基材,之后在该薄膜的一个 面上处理一层厚度为0.002mm的聚氧化己締得到预处理阳T聚醋薄膜基材;选择一层厚度 为0. 02mm的侣巧为基材,之后在该侣巧的一个面上处理一层厚度为0. 002mm的聚締姪弹性 体得到预处理侣巧基材;
[0047] 金属裡带的制备;之后W金属裡丝为裡源,置于上述两层预处理基材之间,且处理 层与裡层位于基材同侧,之后用漉压机滚压,控制两漉之间的间隙为0. 22mm,之后得到金属 裡均匀分布于两薄膜之间的复合金属裡带;将上述复合裡带裡带加热至53°C,使得聚締姪 弹性体融化而聚氧化己締还未融化状态,去除侣巧,即得到厚度为26ym的单面自支撑金 属裡带。
[004引 实施例5
[0049] 基材处理:选择一层厚度为0. 01mm的铜巧为基材,之后在该薄膜的一个面上处理 一层厚度为0. 004mm的石蜡得到预处理铜巧基材;选择一层厚度为5mm的聚氯己締膜为基 材,之后在该聚氯己締膜的一个面上处理一层厚度为0. 01mm的聚了二酸己二醇醋得到预 处理侣巧基材;
[0050] 金属裡带的制备;之后W金属裡带为裡源,置于上述两层预处理基材之间,且处理 层与裡层位于基材同侧,之后用漉压机滚压,控制两漉之间的间隙为5. 054mm,之后得到金 属裡均匀分布于两薄膜之间的复合金属裡带;将上述复合裡带裡带加热至70°C,使得石蜡 融化而聚了二酸己二醇醋还未融化状态,去除铜巧,即得到厚度为30ym的单面自支撑金 属裡带。
[0051]
[005引对比表1种的比较例与各实施例可得,采用本发明,可W制备得到厚度小而且是 双面自支撑或单面自支撑的金属裡带,同时可W通过调节两漉之间间隙、基材厚度、预处 理层厚度控制制得的裡带的厚度。最后,还可w通过选择不同性能的预处理层,制备得到半 自支撑金属裡带。
[0053] 此外,本发明制备金属裡带时,工艺简单,便于工业化大批量生产。
[0054] 根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方 式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上述的【具体实施方式】,凡是本领域技术人员在 本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此 夕b尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但该些术语只是为了方便说明,并不对本发明 构成任何限制。
【主权项】
1. 一种金属锂带,包括: 基材;以及 金属锂层,附着在所述基材上; 其特征在于, 所述金属锂层的厚度小于或等于100ym; 所述金属锂层与所述基材之间还设置有阻隔层,所述阻隔层厚度小于或等于100Um; 所述阻隔层与金属锂之间不具有反应活性,在外在因素促使下, 所述金属锂层能够从阻隔层上脱落。2. -种权利要求1所述的金属锂带,其特征在于,所述金属锂层的厚度小于或等于 30ym〇3. -种权利要求1所述的金属锂带,其特征在于,所述基材包括金属箔材、聚合物箔材 或复合箔材。4. 一种权利要求3所述的金属锂带,其特征在于,所述基材为铜箔、错箔、无锈钢箔、 铝塑膜、尼龙膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜或聚酯膜;所述基材的厚度小于或等于 5mm〇5. -种权利要求1所述的金属锂带,其特征在于,所述阻隔层含有熔点、升华点或分解 温度介于〇°C-150°C之间的物质,且所述阻隔层上还分布有润滑剂。6. -种权利要求5所述的金属锂带,其特征在于,所述阻隔层含有碳酸乙烯酯、聚烯烃 弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氧化乙烯、聚e-己内酯、聚丙烯酸酯、聚丁二酸乙二醇 酯、碳酸氢铵和碘中的至少一种。7. -种权利要求1所述金属锂带的制备方法,其特征在于,主要包括如下步骤: 步骤1,基材处理:将阻隔层均匀布置于基材上待用; 步骤2,金属锂带制备:将金属锂源布置于两层厚度分别为hi和h2的经过步骤1处理 的基材之间,之后进行辊压,使得金属锂带均匀的分布于两层基材之间,即得到成品金属锂 带; 步骤3,通过加热处理,即可将基材从金属锂带上剥离下来,得到自支撑金属锂带。8. -种权利要求7所述的金属锂带的制备方法,其特征在于,步骤2所述锂源为金属锂 带、金属锂丝和金属锂粉中的至少一种。9. 一种权利要求7所述的金属锂带的制备方法,其特征在于,步骤2所述辊压方式为对 棍棍压,两棍之间的空隙为a,且(hl+h2)〈a< (hl+h2+100ym)。10. -种使用权利要求1所述金属锂带富锂的储能器件,所述储能器件为锂离子电池、 锂硫电池或锂空气电池。
【专利摘要】本发明属于金属锂技术领域,特别涉及一种金属锂带:包括基材以及附着在基材上的金属锂层;该金属锂层的厚度小于等于100μm,且其与基材之间还设置有阻隔层;该阻隔层与金属锂之间不具有反应活性,在外在因素促使下,金属锂层能够从阻隔层上脱落。其制备方法包括基础处理与锂带制备两个步骤。本发明的金属锂带可以非常容易的将金属锂层与基材分离,得到自支撑的金属锂带。
【IPC分类】B32B15/08, B32B38/10, H01M4/06, H01M4/70, H01M4/13, B32B27/08, H01M10/0525, H01M4/08
【公开号】CN104900841
【申请号】CN201510276060
【发明人】杨玉洁
【申请人】广东烛光新能源科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月26日