一种锂箔表面除油的方法与流程

    专利2025-03-13  4


    本发明涉及锂金属电池,尤其是涉及一种锂箔表面除油的方法。


    背景技术:

    1、锂金属负极具有较高的理论比容量,已被应用于各个领域,如3c产品,电动汽车等。锂箔在制备过程中不可避免的会引入油,而油的存在会对后续的涂覆改性、辊压结合、极耳复合等工艺产生较大影响。对于涂覆改性,锂箔表面的油会影响改性浆料的流平情况,导致涂覆改性均匀性变差,效果减弱。对于极耳复合和辊压结合,锂箔表面的油减弱了锂与铜的结合力,导致出现极耳脱落,进而导致循环性能变差的问题,因此需要去除锂箔表面的油。因锂具有极高的反应活性,传统箔材(如铝箔,铜箔)洗脱除油、热挥发除油等除油方式应用在锂箔除油上会产生严重的副反应。如何在去除锂箔表面油的同时不与锂箔产生副反应成了一个丞待解决的难题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种锂箔表面除油的方法,利用等离子技术去除锂箔表面的油,通过除油来提升改性浆料在锂箔表面的流平情况,改善锂箔与铜箔的结合力,减少极耳脱落,最终实现提升电池循环性能的目的。

    2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:

    3、一种锂箔表面除油的方法,包括以下步骤:

    4、s1、将锂箔放入真空等离子设备腔室中,抽真空;

    5、s2、通入工艺气置换掉腔室内的气体为工艺气,并维持腔室在一定真空度,启动等离子电源,利用生成的等离子体清洁锂箔;

    6、s3、清洁完成后补气,取出洁净锂箔。

    7、作为优选,所述步骤s1中去除空气并控制真空度在0~10pa。

    8、作为优选,所述步骤s2中的工艺气为单一组分气体,包括h2、he、n2、o2、ar和cf4中的一种。

    9、作为优选,所述步骤s2中的工艺气为混合气,混合气由h2、he、n2、o2、ar和cf4中的至少两种混合而成。

    10、作为优选,所述步骤s2中的工艺气为依顺序通入至等离子设备腔室中的气体组合,气体组合包括依次通入的o2和第一气体;或者气体组合包括依次通入的o2和h2;或者气体组合包括依次通入的o2、h2和第一气体;或者气体组合包括依次通入的o2、第一气体和h2;或者气体组合包括依次通入的第一气体、o2和/或h2;所述第一气体为he、n2、ar和cf4中的一种或多种;

    11、当工艺气采用顺序通入至等离子设备腔室中的气体组合时,需要先用某一种工艺气置换掉空气,然后进行该种工艺气的处理,再用另一种工艺气置换掉前一种工艺气后,再进行第二种工艺气的处理。

    12、作为优选,所述步骤s2中,工艺气为混合气时,其中的惰性气体作为主气体,混合气中的主气体流量占比为60%~99%。

    13、作为优选,所述步骤s2中,工艺气总流量为100sccm~3000sccm。

    14、作为优选,所述步骤s2中,真空度控制在5pa~100pa。

    15、作为优选,所述步骤s2中等离子电源为中频或射频。

    16、作为优选,所述步骤s2中,当等离子电源使用中频电源40khz时,电源功率为100w~2000w,时间为10s~600s;当使用射频电源13.56mhz时,电源功率为50w~600w,时间为10s~600s。

    17、与现有技术相比,本发明的优点在于:

    18、1、本发明利用真空等离子技术可快速、有效得去除锂箔表面的油,提升改性浆料的流平情况;发明人研究发现,通过单一组分气体的工艺气对去除锂箔表面的油具有一定的效果,而通过含有氧气的混合气体或者气体组合作为工艺气对去除锂箔表面的油效果更佳,这是因为氧气可以氧化有机物,例如与油脂反应后生成气体而被抽掉,使得除油效果更佳。

    19、2、在采用含有氧气的混合气体或者气体组合作为工艺气去除锂箔表面的油时,在除油的同时,由于锂活性高,不可避免的会形成氧化锂钝化层,而氧化锂的钝化层在后续生产加工过程中是可以接受的。同理,采用包含cf4的气体作为工艺气时,不可避免会形成lif钝化层,也是可以接受的。

    20、3、本发明在除油的基础上,还在工艺气中混有h2,或者直接采用h2作为工艺气,这主要利用h2的还原作用,在去油的同时,还可以将钝化层还原,如去除氧化锂钝化层,这样锂与集流体可以结合的更好,进而实现改善锂箔与铜箔的结合力,减少极耳脱落情况,提升电池循环性能。

    21、4、本发明利用真空等离子技术,通过等离子体物理轰击、化学反应去除锂箔表面的油。通过该技术可以快速,有效得去除锂箔表面的油,且无不理想副产物生成。调节等离子设备气源、功率、流量和处理时间,可以达到理想的去除效果。该技术绿色环保,方便快捷,易于扩大生产。



    技术特征:

    1.一种锂箔表面除油的方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种锂箔表面除油的方法,其特征在于,所述步骤s1中去除空气并控制真空度在0~10pa。

    3.根据权利要求1所述的一种锂箔表面除油的方法,其特征在于,所述步骤s2中的工艺气为单一组分气体,包括h2、he、n2、o2、ar和cf4中的一种。

    4.根据权利要求1所述的一种锂箔表面除油的方法,其特征在于,所述步骤s2中的工艺气为混合气,混合气由h2、he、n2、o2、ar和cf4中的至少两种混合而成。

    5.根据权利要求1所述的一种锂箔表面除油的方法,其特征在于,所述步骤s2中的工艺气为依顺序通入至等离子设备腔室中的气体组合,气体组合包括依次通入的o2和第一气体;或者气体组合包括依次通入的o2和h2;或者气体组合包括依次通入的o2、h2和第一气体;或者气体组合包括依次通入的o2、第一气体和h2;或者气体组合包括依次通入的第一气体、o2和/或h2;所述第一气体为he、n2、ar和cf4中的一种或多种;

    6.根据权利要求1所述的一种锂箔表面除油的方法,其特征在于,所述步骤s2中,工艺气为混合气时,其中的惰性气体作为主气体,混合气中的主气体流量占比为60%~99%。

    7.根据权利要求3-5任一项所述的一种锂箔表面除油的方法,其特征在于,所述步骤s2中,工艺气总流量为100sccm~3000sccm。

    8.根据权利要求3-5任一项所述的一种锂箔表面除油的方法,其特征在于,所述步骤s2中,真空度控制在5pa~100pa。

    9.根据权利要求3-5任一项所述的一种锂箔表面除油的方法,其特征在于,所述步骤s2中等离子电源为中频或射频。

    10.根据权利要求9所述的一种锂箔表面除油的方法,其特征在于,所述步骤s2中,当等离子电源使用中频电源40khz时,电源功率为100w~2000w,时间为10s~600s;当使用射频电源13.56mhz时,电源功率为50w~600w,时间为10s~600s。


    技术总结
    本发明公开了一种锂箔表面除油的方法,包括以下步骤:S1、将锂箔放入真空等离子设备腔室中,抽真空;S2、通入工艺气置换掉腔室内的气体为工艺气,并维持腔室在一定真空度,启动等离子电源,利用生成的等离子体清洁锂箔;S3、清洁完成后补气,取出洁净锂箔。本发明中的锂箔表面除油的方法,利用等离子技术去除锂箔表面的油,通过除油来提升改性浆料在锂箔表面的流平情况,改善锂箔与铜箔的结合力,减少极耳脱落,最终实现提升电池循环性能的目的。

    技术研发人员:忻粒,唐光盛,胡夏,孟春燕,杨杰,崔言明,林久,戈志敏
    受保护的技术使用者:浙江锋锂新能源科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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