一种锂离子电池用铝壳的处理方法与流程

1.本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池用铝壳的处理方法。


背景技术：

2.锂离子电池以其安全性能好，重量轻，容量大，内阻小，设计灵活等优点被广泛运用在消费品电源和车辆动力电池。铝壳为锂离子电池重要的组成部分，在生产过程制造中，需将所用铝壳进行钝化处理后，铝壳才能具备防电解液侵蚀能力。目前铝壳钝化及清洗过程中会产生大量含铬、含酸的废液，此废液需要专门处理后才能向外排放，不仅不环保，而且会大大增加生产成本。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种锂离子电池用铝壳的处理方法，以解决当前锂离子电池用铝壳表面处理过程中所遇到的问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
5.一种锂离子电池用铝壳的处理方法，包括以下步骤：
6.s1、将铝壳放入有机溶剂中，超声条件下进行清洗，然后干燥；优选的，所述有机溶剂为丙酮。
7.s2、将经步骤s1处理的铝壳浸入25℃-70℃的碱性预处理液中进行浸渍0.5min-10min，然后水洗后得到预处理铝壳；优选的，所述碱性预处理液为naoh溶液、koh溶液、na2co3溶液或k2co3溶液；碱性预处理液中溶质的浓度为5g/l～80g/l。
8.s3、将预处理铝壳浸入含有亚硝酸盐(nano2)和6-n,n-二丁基胺-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇钠单盐(dbn)的混合溶液中，对预处理铝壳施加1～10v的直流电压10s～60s，在电流作用下，dbn发生分解并进行聚合反应，从而在铝壳表面生成聚合物保护膜，最后水洗、烘干即可。优选的，所述混合溶液中nano2的浓度为0.10mol/l-0.4mol/l，所述dbn的浓度为0.1mmol/l-1.5mmol/l；所述混合溶液的温度为25℃至80℃。
9.上述6-n,n-二丁基胺-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇钠单盐(dbn)的化学结构式如下：
[0010][0011]
dbn发生分解并进行聚合反应的原理如下：
[0012]
直流条件下，混合溶液中亚硝酸根离子首先被电化学氧化成no2·
自由基,该自由基作为引发剂能够使dbn分解产生均三嗪二硫醇自由基、均三嗪二硫醇阴离子自由基、烯丙基，这些基团在体系中主要会发生以下几种聚合反应：(1)一部分均三嗪二硫醇自由基与均三嗪二硫醇阴离子自由基经过链增长反应进行聚合；(2)一部分均三嗪二硫醇自由基、均三
嗪二硫醇阴离子自由基能够分别与烯丙基进行聚合；(3)体系中的疏基能够和铝及其氧化物进行反应形成s-al键；dbn中含有具有一定电负性的n原子及其共轭体系，可以提供活性电子，能与金属表面发生吸附，而且其分子本身的极性也可以通过静电引力吸附于金属表面，最终在铝壳表面形成稳定的聚合物保护膜。dbn不易在空气中被氧化，具有良好的稳定性；以该物质为原料，通过电沉积能够在铝壳表面形成致密的膜状保护层，提高铝壳的防腐蚀性能
[0013]
本发明的有益效果为：
[0014]
本发明首先通过有机溶剂超声清洗去除铝壳表面的油渍，然后利用碱性预处理液去除铝壳表面氧化层同时增加铝壳表面平整性，以利于提升后期铝壳的成膜效率；最后在含有dbn的混合溶液中，对铝壳施加电压使混合溶液中发生聚合反应，在铝壳外层形成具有耐腐蚀性的聚合物保护膜。本发明提供的方法具有操作简单、绿色环保、污染小及成膜均一性好等优点，易于实现工业化生产，对于工业化大规模生产高质量防腐蚀的锂离子电池用铝壳有着重要的意义。
附图说明
[0015]
图1为实施例2中在铝壳表面形成聚合物保护膜的产品的sem扫描图；
[0016]
图2为本发明实施例2制得的表面形成有聚合物保护膜的铝壳经酸腐蚀处理后的sem扫描图；
[0017]
图3为未处理的表面无聚合物保护膜的铝壳经酸腐蚀处理后的sem扫描图。
具体实施方式
[0018]
下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。
[0019]
实施例1：
[0020]
s1、将铝壳放入丙酮中，超声条件下进行清洗10min，然后干燥；
[0021]
s2、将经步骤s1处理的铝壳浸入10g/l的naoh碱性预处理液中进行浸渍，温度为35℃，浸渍时间为1min，最后用去离子水清洗2至3遍，得到预处理铝壳；
[0022]
s3、将预处理铝壳浸入0.15mmol/l nano2和0.15mol/l dbn的混合溶液中，在30℃温度中，对预处理铝壳施加2v的直流电压20s，使其表面生成聚合物保护膜；然后去离子水清洗2至3遍，在45℃的温度中进行烘干。
[0023]
实施例2：
[0024]
s1、将铝壳放入丙酮中，超声条件下进行清洗10min，然后干燥；
[0025]
s2、将经步骤s1处理的铝壳浸入20g/l的na2co3碱性预处理液中进行浸渍，温度为45℃，浸渍时间为2min，最后用去离子水清洗2至3遍，得到预处理铝壳；
[0026]
s3、将预处理铝壳浸入0.2mmol/l nano2和0.2mol/l dbn的混合溶液中，在35℃温度中，对预处理铝壳施加4v的直流电压40s，使其表面生成聚合物保护膜；然后去离子水清洗2至3遍，在45℃的温度中进行烘干。
[0027]
经过实施例2试验，在铝壳表面形成聚合物保护膜的产品的sem扫描图如图1所示，从图1中可看出在铝壳表面形成了较为均匀稳定的聚合物保护膜。
[0028]
实施例3：
[0029]
s1、将铝壳放入丙酮中，超声条件下进行清洗10min，然后干燥；
[0030]
s2、将经步骤s1处理的铝壳浸入20g/l的na2co3碱性预处理液中进行浸渍，温度为45℃，浸渍时间为2min，最后用去离子水清洗2至3遍，得到预处理铝壳；
[0031]
s3、将预处理铝壳浸入0.10mmol/l nano2和0.25mol/l dbn的混合溶液中，在35℃温度中，对预处理铝壳施加5v的直流电压30s，使其表面生成聚合物保护膜；然后去离子水清洗2至3遍，在45℃的温度中进行烘干。
[0032]
实施例4：
[0033]
s1、将铝壳放入丙酮中，超声条件下进行清洗10min，然后干燥；
[0034]
s2、将经步骤s1处理的铝壳浸入15g/l的naoh碱性预处理液中进行浸渍，温度为50℃，浸渍时间为1min，最后用去离子水清洗2至3遍，得到预处理铝壳；
[0035]
s3、将预处理铝壳浸入0.15mmol/l nano2和0.3mol/l dbn的混合溶液中，在35℃温度中，对预处理铝壳施加6v的直流电压10s，使其表面生成聚合物保护膜；然后去离子水清洗2至3遍，在50℃的温度中进行烘干。
[0036]
实施例5：
[0037]
s1、将铝壳放入丙酮中，超声条件下进行清洗10min，然后干燥；
[0038]
s2、将经步骤s1处理的铝壳浸入15g/l的naoh碱性预处理液中进行浸渍，温度为50℃，浸渍时间为1min，最后用去离子水清洗2至3遍，得到预处理铝壳；
[0039]
s3、将预处理铝壳浸入0.1mmol/l nano2和0.5mol/l dbn的混合溶液中，在45℃温度中，对预处理铝壳施加2v的直流电压60s，使其表面生成聚合物保护膜；然后去离子水清洗2至3遍，在40℃的温度中进行烘干。
[0040]
耐腐蚀性检测
[0041]
将实施例2中未处理的铝壳以及成膜处理完成后的铝壳放入酸性溶液中进行浸渍以验证其防腐性，其中酸性溶液为0.01mol/l的hf溶液，浸渍时间为10min。
[0042]
图2为成膜处理完成后的铝壳放入酸性溶液中处理后取出的产品的sem扫描图，从图2可看出铝壳表面整体保持完整，仅存在少量因腐蚀产生的蚀孔；图3为未处理的铝壳放入酸性溶液中处理后取出的产品的sem扫描图，从图3可看出铝壳表面整体被破坏，出现大量的因腐蚀产生的蚀孔；通过图2和图3对比可看出，采用本发明中的处理方法对铝壳进行处理，可明显提高铝壳的防腐蚀性能。
[0043]
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。