高倍率鋰離子電池負(fù)極極耳材料的制備及性能研究.pdf

1、眾所周知，相對(duì)于鉛酸、鎳氫等動(dòng)力電池，鋰離子動(dòng)力電池因具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等特點(diǎn)，逐漸成為電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的新寵，越來(lái)越受到廣大消費(fèi)者的關(guān)注，但是在鋰離子動(dòng)力電池大面積應(yīng)用的同時(shí)，其安全性能卻飽受人們?cè)嵅?。極耳作為電池充放電時(shí)電流傳輸?shù)募~帶，其導(dǎo)電導(dǎo)熱性能的優(yōu)劣直接影響鋰離子電池高倍率放電時(shí)的安全性能。因此采用高導(dǎo)電導(dǎo)熱性能的鍍鎳銅帶極耳代替目前鋰離子電池常用的純鎳帶極耳能夠在一定程度上解決該問(wèn)題，但是鍍鎳銅帶在應(yīng)用于鋰離

2、子電池極耳金屬導(dǎo)電基體材料時(shí)會(huì)出現(xiàn)耐電解液腐蝕性能差、錫焊、點(diǎn)焊性能差及抗折次數(shù)低等情況。本文以銅帶為基底，通過(guò)對(duì)鍍層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電沉積工藝參數(shù)優(yōu)化及合金化熱處理等工藝步驟，制備了具備高導(dǎo)電、導(dǎo)熱性且耐電解液腐蝕能力等性能優(yōu)異的鍍鎳銅帶，將其替代了原有的純鎳帶作為鋰離子電池負(fù)極極耳材料，達(dá)到降低產(chǎn)熱、加速散熱的目的，在一定程度上解決了鋰離子動(dòng)力電池高倍率放電安全問(wèn)題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以銅帶為基底，電沉積鎳鍍層制備了鍍鎳銅

3、帶極耳材料。為了提高鍍鎳銅帶極耳材料的耐電解液腐蝕能力，探索了暗鎳層對(duì)該材料性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在可焊性鎳層與銅基材間插入0.2μm暗鎳層比直接在銅基材上電沉積可焊性鎳層時(shí)具有更好的耐蝕性。同時(shí)，通過(guò)對(duì)銅基材與暗鎳層晶粒尺寸測(cè)算，發(fā)現(xiàn)兩者之間具有很好的晶格匹配度，表明暗鎳層能夠起到很好的增強(qiáng)鍍層與基底結(jié)合力的效果。⑵為了得到合格的鍍鎳銅帶極耳產(chǎn)品，對(duì)電沉積可焊性鎳鍍層的主要工藝參數(shù)如電流密度、pH值及溫度等工藝參數(shù)逐一進(jìn)行了優(yōu)化。

4、優(yōu)化的工藝參數(shù)為電流密度5~7 A/dm2，pH值3.8~4.2，溫度50~60℃，在此工藝參數(shù)下電沉積的可焊性鎳鍍層金屬光澤性好、結(jié)構(gòu)致密、晶粒結(jié)晶度好，同時(shí)電流效率可高達(dá)95％。通過(guò)對(duì)該工藝下制備的鍍鎳銅帶極耳材料錫焊、點(diǎn)焊性能優(yōu)異。⑶為了進(jìn)一步提高材料的耐蝕及抗折性能，本文探索了合金化熱處理對(duì)其綜合性能的影響。在氨分解氣體保護(hù)氣氛下，對(duì)鍍鎳銅帶進(jìn)行550℃保溫2 h退火熱處理，并對(duì)該材料進(jìn)行XRD測(cè)試及截面掃描，結(jié)果表明銅基材與鎳