一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂及其应用的制作方法

本发明涉及锂电铜箔，具体为一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂及其应用。

背景技术：

1、随着新能源汽车和储能行业的迅速发展，具有绿色环保和长循环寿命的锂离子电池的需求量与日俱增，容量和安全是锂离子电池两个最重要的性能参数，因此，研发高能量密度和高安全性的锂离子电池是迫切需要解决的重要难题，而铜箔作为锂离子电池负极集流体主流材料，是锂离子电池中重要的材料，为实现性能优异的锂离子电池奠定基础。然而，目前工厂中生产的铜箔抗拉强度和延伸率普遍较低，无法满足目前电池生产中的性能和质量要求，为了解决该问题，通常会在电解液中添加添加剂。

2、从已研究的添加剂工艺发现，锂电铜箔的抗拉强度和延伸率性能之间一般存在相互克制的关系，难以同时兼顾高抗拉和高延伸的需求，因此本专利提出了一种高抗拉且高延伸的添加剂和电解铜箔的制备方法。

技术实现思路

1、本发明的第一目的是提供了一种高抗拉和高延伸锂电铜箔的添加剂制备方法，所生产铜箔的抗拉强度大于45kgf/mm2，延伸率高于10％，厚度为10微米。

2、一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂，包括a剂、b剂和c剂，其中，a剂的成分和份数为：含硫基团的化合物30-100份；b剂的成分和份数：明胶5-10份和含氮的胺类有机物1-10份；c剂的成分和份数：含醚基团1-10份和含醇基团1-10份。

3、优选的，所述a剂中的含硫基团包含聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n，n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、双-(磺乙基硫酸钠)-二硫化物、异硫脲丙基硫酸盐、哌嗪二硫代甲酸丙磺酸钠组中选择的一种或多种，优选为哌嗪二硫代甲酸丙磺酸钠。

4、优选的，所述b剂中的含氮的胺类有机物包括聚乙烯亚胺烷基化合物、聚乙烯亚胺烷、聚丙烯酰胺中的至少一种，优选为聚乙烯亚胺烷基化合物。

5、优选的，所述c剂中的含醇基团包含聚丙二醇和聚乙二醇其中一种，优先选择聚乙二醇；含醚基团包含聚氧乙烯烷基醚、辛基酚聚氧乙烯醚和聚醚硫醇组成的组中选择的一种或多种，优先选择聚氧乙烯烷基醚。

6、本发明还提供了一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂的应用，将添加剂加入到电解液中，通过直流电沉积方法，生产10微米高抗拉高延伸锂电铜箔。

7、优选的，生产10微米高抗拉高延伸锂电铜箔具体内容为：将铜溶于酸溶液中，然后通过多级过滤和恒温系统，得到硫酸铜电解溶液，在一定的电流和时间下，生成固定厚度的初始铜箔，最后经过钝化液表面处理烘干后得到最终产品。

8、优选的，所述铜为铜线或者铜板，酸是硫酸溶液，钝化液是氧化铬溶液。

9、优选的，电解液中铜离子的浓度为80-95g/l，硫酸浓度为90-135g/l，氯离子浓度控制在10-20ppm，电解液温度控制在46-55℃，电解液流量40-45m3/h，添加剂流量为15-25m3/h，电流为25000a，线速度6.58m/min。

10、优选的，所加的添加剂是加水的混合溶液，添加剂流量为50-100ml/min。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在直流电源作用下，以硫酸铜作为电解溶液，通过向溶液中添加上述发明的添加剂溶液，能够制备抗拉强度大于45kgf/mm2，延伸率高于10％且厚度为10微米的高抗拉和高延伸的锂电铜箔，大大提高产品性能。

技术特征：

1.一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂，其特征在于：包括a剂、b剂和c剂，其中，a剂的成分和份数为：含硫基团的化合物30-100份；b剂的成分和份数：明胶5-10份和含氮的胺类有机物1-10份；c剂的成分和份数：含醚基团1-10份和含醇基团1-10份。

2.根据权利要求1所述的一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂，其特征在于：所述a剂中的含硫基团包含聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n，n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、双-(磺乙基硫酸钠)-二硫化物、异硫脲丙基硫酸盐、哌嗪二硫代甲酸丙磺酸钠组中选择的一种或多种，优选为哌嗪二硫代甲酸丙磺酸钠。

3.根据权利要求1所述的一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂，其特征在于：所述b剂中的含氮的胺类有机物包括聚乙烯亚胺烷基化合物、聚乙烯亚胺烷、聚丙烯酰胺中的至少一种，优选为聚乙烯亚胺烷基化合物。

4.根据权利要求1所述的一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂，其特征在于：所述c剂中的含醇基团包含聚丙二醇和聚乙二醇其中一种，优先选择聚乙二醇；含醚基团包含聚氧乙烯烷基醚、辛基酚聚氧乙烯醚和聚醚硫醇组成的组中选择的一种或多种，优选为聚氧乙烯烷基醚。

5.一种根据权利要求1-4任意一项所述的用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂的应用，其特征在于：将添加剂加入到电解液中，通过直流电沉积方法，生产10微米高抗拉高延伸锂电铜箔。

6.根据权利要求5所述的一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂的应用，其特征在于：生产10微米高抗拉高延伸锂电铜箔具体内容为：将铜溶于酸溶液中，然后通过多级过滤和恒温系统，得到硫酸铜电解溶液，在一定的电流和时间下，生成固定厚度的初始铜箔，最后经过钝化液表面处理烘干后得到最终产品。

7.根据权利要求6所述的一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂的应用，其特征在于：所述铜为铜线或者铜板，酸是硫酸溶液，钝化液是氧化铬溶液。

8.根据权利要求6所述的一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂的应用，其特征在于：电解液中铜离子的浓度为80-95g/l，硫酸浓度为90-135g/l，氯离子浓度控制在10-20ppm，电解液温度控制在46-55℃，电解液流量40-45m3/h，添加剂流量为15-25m3/h，电流为25000a，线速度6.58m/min。

9.根据权利要求5所述的一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂的应用，其特征在于：所加的添加剂是加水的混合溶液，添加剂流量为50-100ml/min。

技术总结本发明公开了一种用于高抗拉高延伸锂电铜箔生产的添加剂及其应用，所用到的添加剂包括A剂、B剂和C剂，其中，A剂的成分和份数为：含硫基团的化合物30‑100份；B剂的成分和份数：明胶5‑10份和含氮的胺类有机物1‑10份；C剂的成分和份数：含醚基团1‑10份和含醇基团1‑10份。另外，在直流电源作用下，以硫酸铜作为电解溶液，通过向溶液中添加上述发明的添加剂溶液，能够制备一种抗拉强度大于45kgf/mm2，延伸率高于10％且厚度为10微米的高抗拉和高延伸的锂电铜箔。技术研发人员：江中,文敏,葛洪鑫,江泱,罗佳受保护的技术使用者：九江德福科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/10