不同钝化体系用于铝极耳的可行性探讨
2021-08-07赵琦刘海忠李宁黎德育徐衍岭
电镀与涂饰 2021年13期
关键词:体系
赵琦,刘海忠,李宁,黎德育,徐衍岭,*
(1.哈尔滨工业大学化工与化学学院,黑龙江 哈尔滨 150001;2.深圳市达俊宏科技股份有限公司,广东 深圳 518108)
锂离子电池的正极极耳一般使用金属铝,因为铝的导电性好,在较高的电位下铝比铜具有更稳定且更小的极化电位范围,不易与 Li发生合金化反应,化学稳定性好,更适合用作锂离子电池的正极极耳[1-2]。铝在空气中时表面会生成一层5 ~ 200 nm厚的氧化膜[3],这种膜层薄而疏松,耐蚀性较差。而动力电池常用的电解质溶液──六氟磷酸锂(LiPF6)在电池工作时易分解出HF[4],HF对电池内部组件有很强的腐蚀性,未经处理的铝极耳长期处于其中,容易被腐蚀,引起电池胀气、漏液等问题,影响电池的使用寿命。
为提高金属极耳的耐蚀性、极耳胶结合力等性能,在使用前要对其表面进行钝化。铝极耳对表面钝化膜的要求较高,在保证较好耐蚀性的同时还应有一定的导电性,因此膜层不宜过厚,否则会增大电解质与电极界面离子传导的壁垒,降低电池的功率。金属极耳表面钝化根据成膜主剂不同可分为铬酸盐钝化、三价铬钝化和无铬钝化。近年来,由于RoHS指令限制了铬酸盐的使用[5],因此钝化工艺逐渐转向三价铬和无铬钝化。
本文将铝合金钝化用的铬酸盐、三价铬、钼酸盐和锆–钛盐体系应用在铝极耳表面,通过极化曲线测试、电化学阻抗谱测试、中性盐雾试验、电解液浸泡试验、极耳胶剥离强度测试及极耳导电率测试,研究了不同的钝化工艺对铝极耳的耐蚀性、导电率等性能的影响,探讨了这些工艺用于铝极耳表面处理的可行性。……
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