鋁膜的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋁膜的制造方法，該方法能夠制造表面平滑度優(yōu)異且具有鏡面的 鋁膜。
[0002] 鋁具有許多優(yōu)異的特性，例如導(dǎo)電性、耐腐蝕性、輕質(zhì)性、以及無毒性，并且鋁被廣 泛用在金屬制品等的電鍍中。然而，由于鋁對(duì)氧的親和性高并且氧化還原電位比氫低，因此 很難在水溶液系鍍?cè)≈羞M(jìn)行電鍍。
[0003] 因此，采用使用熔鹽浴的方法作為鋁電鍍方法。然而，使用現(xiàn)有熔鹽的鍍?cè)⌒枰?熱到高溫。因此，嘗試將鋁電鍍到樹脂制品上時(shí)，存在樹脂發(fā)生熔融、無法進(jìn)行電鍍的問題。
[0004] 為了克服這樣的問題，日本未審查專利申請(qǐng)公開No. 2012-144763 (專利文獻(xiàn)1)公 開了一種室溫下為液體的鋁鍍?cè)。渫ㄟ^混合有機(jī)氯化物鹽（例如1-乙基-3-甲基氯化咪 唑鑰（EMIC)或1-丁基氯化吡啶鑰（BPC))與氯化鋁（A1C1 3)來制備，并且使用該鍍?cè)X 電鍍?cè)跇渲尚误w的表面上。
[0005] 具體而言，專利文獻(xiàn)1中描述的EMIC-A1C13*鍍液表現(xiàn)出優(yōu)良的液體特性，非常 適合用作鋁鍍液。此外，專利文獻(xiàn)1描述了通過將1，10-菲咯啉以〇. 25g/L至7. Og/L的濃 度添加到該鋁鍍液中，形成了光滑的鋁膜。
[0006] 作為具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的金屬多孔體，通過專利文獻(xiàn)1公開的方法制造的鋁多孔 體在（例如）提高鋰離子電池中正極的容量方面非常具有前景。由于鋁具有優(yōu)異的特性， 例如導(dǎo)電性、耐腐蝕性和輕質(zhì)性，因此目前為止，將表面上覆蓋有活性材料（例如鈷酸鋰） 的鋁箔用作為鋰離子電池的正極。通過使用由鋁構(gòu)成的多孔體形成正極，表面積增加并且 鋁多孔體的內(nèi)部也同樣可以填充活性材料。因而，即使電極的厚度增加，活性材料利用率也 不會(huì)減少，并且單位面積的活性材料利用率提高，從而能夠提高正極的容量。
[0007] 引用列表
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:日本未審查專利申請(qǐng)公開No. 2012-144763

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 技術(shù)問題
[0011] 如上所述，具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鋁多孔體是非常有用的，本發(fā)明人對(duì)鋁多孔體的 連續(xù)大量制造進(jìn)行了研宄。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然根據(jù)專利文獻(xiàn)1的方法獲得了非常好的鋁多孔 體，但觀察到，在某些情況下連續(xù)生產(chǎn)會(huì)使鋁膜的平滑性降低，因此需要換新的鍍液。
[0012] 由此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種制造鋁膜的方法，該方法能夠連續(xù)大量地制 造表面平滑性優(yōu)異并且具有鏡面的鋁膜。
[0013] 解決問題的方案
[0014] 為了解決上述問題，本發(fā)明人已進(jìn)行了深入研宄。結(jié)果構(gòu)想到，當(dāng)在已進(jìn)行導(dǎo)電 化處理的樹脂成形體的表面上連續(xù)形成鋁鍍膜時(shí)，電解液中有效賦予平滑性的1，10-菲咯 啉的量降低。1，10-菲咯啉有兩種形態(tài)：無水物和一水合物，專利文獻(xiàn)1沒有特別描述哪 種形態(tài)更好。然而，因?yàn)殄円褐邪穆然X（aici3)會(huì)與水反應(yīng)產(chǎn)生氯化氫，因此使用 1，10-菲咯啉無水物代替1，10-菲咯啉一水合物已是一般的技術(shù)常識(shí)。其原因是氯化氫的 產(chǎn)生將會(huì)導(dǎo)致周圍設(shè)備的腐蝕、以及由氯化氫的吸入所引起的人身安全問題。
[0015] 然而，根據(jù)本發(fā)明人詳細(xì)研宄的結(jié)果，已發(fā)現(xiàn)1，10-菲咯啉一水合物可以有效賦 予鍍膜平滑性。
[0016] 需要注意的是，由于1，10-菲咯啉無水物還會(huì)與空氣中的水分發(fā)生部分水合，因 此很難僅獲得無水形式的1，10-菲咯啉。因此，在添加1，10-菲咯啉無水物的情況下，鍍 液中還混有1，10-菲咯啉一水合物。據(jù)認(rèn)為，通過現(xiàn)有方法連續(xù)地形成鋁膜時(shí)鋁膜的平滑 度下降的原因是：連續(xù)的操作消耗了 1，10-菲咯啉無水物中包含的一水合物，因此鍍液中 1，10-菲咯啉一水合物的濃度降低。此外，在使用了可使鋁膜平滑度下降的鍍液來連續(xù)地形 成鋁膜的情況下，鍍液中1，10-菲咯啉的濃度沒有變化。因此，據(jù)信1，10-菲咯啉無水物不 會(huì)通過通電而被消耗，而是累積在鍍液中。
[0017] 為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下特征。
[0018] (1) 一種制造鋁膜的方法，包括在電解液中將鋁電沉積至基材的表面，其中，所述 電解液包含以下組分：(A)鹵化鋁，（B)選自由烷基鹵化吡啶鑰、烷基鹵化咪唑鑰、以及脲化 合物構(gòu)成的組中的至少一種化合物，以及（C) 1，10-菲咯啉一水合物；其中，所述組分（A)與 所述組分⑶的混合比（摩爾比）在1:1至3:1的范圍內(nèi)；并且其中，所述電解液中1，10-菲 咯啉一水合物的濃度控制在〇. 〇5g/L至7. 5g/L的范圍內(nèi)。
[0019] 根據(jù)（1)所述的制造鋁膜的方法，可以連續(xù)地大量制造表面平滑性優(yōu)異并且具有 鏡面的鋁膜。
[0020] (2)根據(jù)（1)所述的制造鋁膜的方法中，其中，通過測(cè)量在所述電解液中電沉積鋁 的過程中的過電壓、并通過調(diào)節(jié)添加到所述電解液中的1，10-菲咯啉一水合物的量以使所 述過電壓的測(cè)量值在設(shè)定范圍內(nèi)，從而控制所述電解液中1，10-菲咯啉一水合物的濃度。
[0021] 在根據(jù)⑵的發(fā)明中，由于能知道電解液中1，10-菲咯啉一水合物的濃度，因此可 以容易地控制電解液中1，10-菲咯啉一水合物的濃度。
[0022] (3)根據(jù)⑴或⑵所述的制造鋁膜的方法中，所述組分（A)為氯化錯(cuò)，并且所述 組分⑶為1-乙基-3-甲基氯化咪唑鑰。
[0023] 在根據(jù)（3)的發(fā)明中，可以連續(xù)地大量制造表面平滑性更優(yōu)異的鋁膜。
[0024] (4)根據(jù)⑴至⑶中任意一項(xiàng)所述的制造鋁膜的方法中，所述基材為經(jīng)過了導(dǎo)電 化處理的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂成形體。
[0025] 在根據(jù)（4)的發(fā)明中，可以連續(xù)地在具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂成形體表面上形成 表面平滑性優(yōu)異的鋁膜。通過使用所得的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂結(jié)構(gòu)，可以得到能用在 鋰電池的正極等當(dāng)中的鋁多孔體。
[0026] 本發(fā)明的有益效果
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種制造鋁膜的方法，該方法能夠連續(xù)地大量制造表面平 滑性優(yōu)異并且具有鏡面的鋁膜。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明制造鋁膜的方法包括在電解液中將鋁電沉積至基材的表面，其中，該電解 液包含以下組分：(A)鹵化鋁，（B)選自由烷基鹵化吡啶鑰、烷基鹵化咪唑鑰、以及脲化合物 構(gòu)成的組中的至少一種化合物，以及（C) 1，10-菲咯啉一水合物；其中，所述組分（A)與所述 組分⑶的混合比（摩爾比）在1:1至3:1的范圍內(nèi)；并且其中，所述電解液中1，10-菲咯 啉一水合物的濃度控制在〇. 〇5g/L至7. 5g/L的范圍內(nèi)。
[0029] 如上所述，本發(fā)明中使用的電解液通過混合至少組分（A)、組分（B)和組分（C)得 到。下面將具體描述各組分。
[0030] 作為鹵化鋁，即組分（A)，任何與組分（B)混合時(shí)形成約110°C以下的熔鹽的鹵化 鋁均可以令人滿意地使用。其例子包括氯化鋁（A1C1 3)、溴化鋁（AlBr3)、和碘化鋁（A1I3)， 并且在這些當(dāng)中，最優(yōu)選氯化鋁。
[0031] 作為烷基鹵化吡啶鑰，即組分（B)，任何與組分（A)混合時(shí)形成約110°C以下的熔 鹽的烷基鹵化吡啶鑰均可以令人滿意地使用。其例子包括1-丁基氯化吡啶鑰（BPC)、1-乙 基氯化吡啶鑰（EPC)、和1- 丁基-3-甲基氯化吡啶鑰（BMPC)，并且在這些當(dāng)中，最優(yōu)選1- 丁 基氣化啦陡鐵。
[0032]作為烷基鹵化咪唑鑰，即組分（B)，任何與組分（A)混合時(shí)形成約110°C以下的熔 鹽的烷基鹵化咪唑鑰均可以令人滿意地使用。其例子包括在1位和3位上具有烷基（具有 1至5碳原子）的氯化咪唑鑰，在1位、2位、和3位上具有烷基（具有1至5碳原子）的氯 化咪唑鑰，以及在1位和3位上具有烷基（具有1至5碳原子）的碘化咪唑鑰。更具體而 言，其例子包括1-乙基-3-甲基氯化咪唑鑰（EMIC)、1_ 丁基-3-甲基氯化咪唑鑰（BMIC)、 以及1-甲基-3-丙基氯化咪唑鑰（MPIC)。在這些當(dāng)中，可以最優(yōu)選使用1-乙基-3-甲基 氯化咪唑鑰（EMIC)。
[0033] 所述脲化合物，即組分（B)，是指脲或其衍生物，并且任何與組分（A)混合時(shí)形成 約110°C以下的熔鹽的脲化合物均可以令人滿意地使用。
[0034] 例如，可以優(yōu)選使用由下式（1)表示的化合物。
[0035][化學(xué)式1]
[0036]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種制造鋁膜的方法，包括在電解液中將鋁電沉積至基材的表面， 其中，所述電解液包含以下組分： (A) 鹵化鋁， (B) 選自由烷基鹵化吡啶鑰、烷基鹵化咪唑鑰、以及脲化合物構(gòu)成的組中的至少一種化 合物，以及 (C) 1，10-菲咯啉一水合物； 其中，所述組分（A)與所述組分（B)的混合比（摩爾比）在1:1至3:1的范圍內(nèi)；并且 其中，所述電解液中1，10-菲咯啉一水合物的濃度控制在〇. 〇5g/L至7. 5g/L的范圍 內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造鋁膜的方法，其中，通過測(cè)量在所述電解液中電沉積鋁 的過程中的過電壓、并通過調(diào)節(jié)添加到所述電解液中的1，10-菲咯啉一水合物的量以使所 述過電壓的測(cè)量值在設(shè)定范圍內(nèi)，從而控制所述電解液中1，10-菲咯啉一水合物的濃度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造鋁膜的方法，其中，所述組分（A)為氯化鋁，并且所 述組分（B)為1-乙基-3-甲基氯化咪唑鑰。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的制造鋁膜的方法，其中，所述基材為經(jīng)過了導(dǎo) 電化處理的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂成形體。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種制造鋁膜的方法，該方法能夠連續(xù)地大量制造表面平滑性優(yōu)異并且具有鏡面的鋁膜。在制造鋁膜的方法中，在電解液中將鋁電沉積到基材表面。該電解液包含以下組分：(A)鹵化鋁，(B)選自由烷基鹵化吡啶鎓、烷基鹵化咪唑鎓、以及脲化合物構(gòu)成的組中的至少一種化合物，以及(C)1,10-菲咯啉一水合物。組分(A)與組分(B)的混合比(摩爾比)在1:1至3:1的范圍內(nèi)。電解液中1,10-菲咯啉一水合物的濃度控制在0.05g/L至7.5g/L(包括端值)的范圍內(nèi)。
【IPC分類】C25D3-66
【公開號(hào)】CN104641022
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380048581
【發(fā)明人】后藤健吾, 細(xì)江晃久, 西村淳一, 奧野一樹, 木村弘太郎, 境田英彰
【申請(qǐng)人】住友電氣工業(yè)株式會(huì)社
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年8月23日
【公告號(hào)】DE112013004530T5, US20150233012, WO2014045798A1