本發(fā)明涉及復合集流體生產(chǎn)，具體涉及一種復合鋁箔、用于制備其的方法和電鍍液，更具體涉及一種基于熔融鹽電鍍鋁技術(shù)制備復合鋁箔的電鍍液，采用該電鍍液制備復合鋁箔的方法以及由該方法所制備的復合鋁箔。

背景技術(shù)：

1、近年來，復合集流體作為最具替代潛力的新型集流體材料，可有效提升鋰電池安全性、降低材料成本、提高能量密度。除普遍采用的基于物理氣相沉積技術(shù)的制備工藝外，基于熔融鹽電鍍工藝的復合鋁箔制備技術(shù)在提升生產(chǎn)效率、縮減設(shè)備成本、減少聚合物基材損傷等方面具有明顯的優(yōu)勢。

2、然而，一方面，鋁鍍層在生長過程中容易產(chǎn)生枝晶，嚴重影響復合鋁箔表面的平整性及導電均勻性；另一方面，由于離子液體具有較高的黏度，在電鍍鋁實施過程中易出現(xiàn)離子遷移速率低的問題，進而產(chǎn)生濃差極化，影響沉積鋁層的生長均勻性及沉積質(zhì)量。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)存在著復合鋁箔電鍍均勻性低的問題，而針對基于熔融鹽電鍍的復合鋁箔制備技術(shù)，開發(fā)一種電鍍液及電鍍方法以提升復合鋁箔的電鍍均勻性亟待推進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供用于制備復合鋁箔的電鍍液、復合鋁箔的制備方法以及由該方法制備的復合鋁箔，以解決現(xiàn)有技術(shù)中復合鋁箔電鍍均勻性低的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本公開的第一個方面，提供了一種用于制備復合鋁箔的電鍍液，該電鍍液包括離子液體和添加劑，該添加劑是選自煙酸、煙酸甲酯、3-甲基吡啶、苯甲酸、乙二醇中的一種或多種。

3、進一步地，該電鍍液中上述添加劑的濃度為1～20mmol/l。

4、進一步地，該離子液體包含無水氯化鋁和有機鹽并且無水氯化鋁與該有機鹽的摩爾比為1～3:1，其中該有機鹽為選自溴代乙基吡啶、正丁基氯化吡啶、1-乙基-3-甲基氯化咪唑、尿素和乙酰胺中的一種或多種。

5、根據(jù)本公開的第二個方面，提供了一種用于制備復合鋁箔的方法，該方法采用本發(fā)明第一個方面所述的電鍍液制備復合鋁箔。

6、進一步地，該方法包括以下步驟：步驟s1：聚合物基材預處理：提供聚合物基材，并通過電暈處理或化學刻蝕溶液對該聚合物基材的至少一個表面進行表面改性，得到表面改性的聚合物基材；步驟s2：導電層制備：通過化學鍍或涂覆或氣相沉積，在表面改性的聚合物基材的上述至少一個表面上覆蓋導電材料，得到覆蓋導電層的聚合物基材；步驟s3：鋁層鍍覆：將覆蓋導電層的聚合物基材置于本發(fā)明的電鍍液中，通過電鍍在導電層遠離該聚合物基材的表面上沉積鋁層，并進行加熱加壓處理，得到復合鋁箔，所述加熱加壓處理的加熱范圍為30～65℃，加壓范圍為0.2～20mpa，處理時間為0.5～60min。

7、進一步地，在步驟s3中，控制電鍍液的溫度范圍為15～55℃。

8、進一步地，在步驟s2中，在覆蓋該導電材料后，進行加熱加壓處理，得到覆蓋導電層的聚合物基材，步驟s2中的加熱加壓處理的加熱范圍為30～65℃，加壓范圍為0.2～20mpa，處理時間為0.5～60min。

9、進一步地，本發(fā)明的方法在步驟s3之后還包括：步驟s4：鍍后清洗：將復合鋁箔置于有機清洗液中進行清洗，該有機清洗液包括選自乙酸乙酯、乙腈、乙醇和乙二醇中的一種或多種。

10、進一步地，在步驟s3中，在逐漸升高的電壓下進行電鍍，其中控制電壓以0.5～25v/min的速度從0～10v范圍內(nèi)的初始值升高至5～35v。

11、進一步地，在步驟s1中，聚合物基材是選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚甲醛、聚對苯硫醚、聚對苯醚和聚乙二醇中的一種。

12、進一步地，在步驟s1中，化學刻蝕溶液是包含硫酸、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、氯酸、氫氧化鈉、硝酸和過氧化氫中的一種或多種的水溶液。

13、進一步地，在步驟s2中，導電材料是選自碳、銅、鋁、鎳、銀、金和石墨烯中的一種或多種。

14、進一步地，該方法是連續(xù)進行或者非連續(xù)進行的。

15、根據(jù)本公開的第三個方面，提供了一種復合鋁箔，該復合鋁箔由本發(fā)明上述第二個方面所述的方法制備得到。

16、如上所述，在電鍍鋁實施過程中易出現(xiàn)枝晶生成及因濃差極化導致局部沉積速率低，進而導致復合鋁箔電鍍均勻性低的問題。根據(jù)本發(fā)明公開的技術(shù)方案，提供了一種可用于提高復合鋁箔電鍍均勻性的電鍍液及電鍍方法，通過向離子液體電沉積體系中引入特定的添加劑可以改變活性物種的電化學還原電位，進而影響晶粒的電化學結(jié)晶過程，顯著改善沉積層的微觀結(jié)構(gòu)和性能，從而提升復合鋁箔的電鍍均勻性。因此，本發(fā)明公開的技術(shù)方案相比于現(xiàn)有技術(shù)能夠顯著提高熔融鹽電鍍制備復合鋁箔的電鍍均勻性。

技術(shù)特征：

1.一種用于制備復合鋁箔的電鍍液，其特征在于，所述電鍍液包括離子液體和添加劑，所述添加劑選自煙酸、煙酸甲酯、3-甲基吡啶、苯甲酸、乙二醇中的一種或多種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍液，其特征在于，所述電鍍液中所述添加劑的濃度為1～20mmol/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電鍍液，其特征在于，所述離子液體包含無水氯化鋁和有機鹽，所述無水氯化鋁與所述有機鹽的摩爾比為1～3:1；所述有機鹽選自溴代乙基吡啶、正丁基氯化吡啶、1-乙基-3-甲基氯化咪唑、尿素和乙酰胺中的一種或多種。

4.一種用于制備復合鋁箔的方法，其特征在于，所述方法采用權(quán)利要求1至3中任一項所述的電鍍液制備所述復合鋁箔。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步驟s3中，控制所述電鍍液的溫度范圍為15～55℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步驟s2中，在覆蓋所述導電材料后，進行加熱加壓處理，得到所述覆蓋導電層的聚合物基材，所述步驟s2中的加熱加壓處理的加熱范圍為30～65℃，加壓范圍為0.2～20mpa，處理時間為0.5～60min。

8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法在所述步驟s3之后還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項所述的方法，其特征在于，在所述步驟s3中，在逐漸升高的電壓下進行所述電鍍，其中控制電壓以0.5～25v/min的速度從0～10v范圍內(nèi)的初始值升高至5～35v。

10.一種復合鋁箔，其特征在于，所述復合鋁箔由權(quán)利要求4至9中任一項所述的方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種復合鋁箔、用于制備其的方法和電鍍液。用于制備復合鋁箔的電鍍液包括離子液體和添加劑，該添加劑選自煙酸、煙酸甲酯、3?甲基吡啶、苯甲酸、乙二醇中的一種或多種。本發(fā)明用于制備復合鋁箔的方法包括采用上述電鍍液來制備復合鋁箔。通過本發(fā)明的電鍍液和方法，能夠制備得到電鍍均勻性提升的復合鋁箔。

技術(shù)研發(fā)人員：陳振寧,趙丕植,李英東,傅壘,胡國強,劉云剛,陳偉
受保護的技術(shù)使用者：中鋁材料應用研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19