用于制备电解铜箔的添加剂、电解铜箔及其制备方法与流程

本发明涉及铜箔制备，具体而言，涉及一种用于制备电解铜箔的添加剂、电解铜箔及其制备方法。

背景技术：

1、铜箔是电子产品和电气工业的重要材料，广泛应用于层压板、印刷线路板的生产制造，随着铜箔生产工艺技术的成熟和产品性能的改善，进而又用作锂离子电池的负极集流体材料，是电子制造行业的功能性基础原料。随着锂离子电池技术的不断发展，如何提高电池的质量密度成为了核心问题。铜箔作为锂离子电池的负极集流体，既对电池负极导电剂等物质起到支撑作用，又起到电流的收集和传输作用，是电池的关键材料之一。据研究，铜箔占电池重量的13％，总制作成本的8％，将负极集流体电解铜箔的厚度从8μm降低到6μm，电池的能量密度将提高5％，4.5μm较8μm时能量密度增加了9％，因此降低铜箔厚度可以有效提高电池的质量密度。同时，锂离子电池对极薄电解铜箔的力学性能要求很高，尤其是抗拉强度和延伸率，保证电池的加工性能和电池充放电的安全稳定。

2、锂电池技术的发展要求锂电池用电解铜箔厚度越来越薄，目前市场以8μm为主，6μm以下是发展趋势，当铜箔厚度小于6μm时，生产难度加大，对生产设备、制备工艺都提出了更高的要求。铜箔厚度降低的同时，为了保证加工性能，要求铜箔具有良好的力学性能，一般抗拉强度大于320mpa。铜箔生产中，铜箔厚度由9μm降到6μm，再由6μm降至4μm，随着铜箔厚度降低，铜箔内应力显著增加，铜箔发生室温再结晶现象，导致铜箔的力学性能尤其是抗拉性能显著降低，因此，需要增加4-4.5μm铜箔的抗拉强度，保证铜箔经过室温再结晶后客户在使用铜箔时的加工性能。现有技术中制备铜箔的技术方案，例如cn201910739441.6和cn108823610a，也均需提高铜箔的抗拉强度。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种用于制备电解铜箔的添加剂、电解铜箔及其制备方法，以提高铜箔的抗拉强度。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于制备电解铜箔的添加剂。添加剂包括30～150重量份氯离子、100～500重量份的聚醚类表面活性剂、1～10重量份的带磺酸基的有机硫化物、0.1～8重量份的蛋白和0.1～1重量份的硫酰胺衍生物。

3、进一步地，包括70重量份氯离子、200重量份的聚醚类表面活性剂、8重量份的带磺酸基的有机硫化物、4重量份的蛋白和0.4重量份的硫酰胺衍生物。

4、进一步地，聚醚类表面活性剂为聚乙二醇、脂肪族聚氧乙烯醚、芳香族聚氧乙烯醚或聚乙二醇缩甲醛中的一种或多种；优选的，带磺酸基的有机硫化物为聚二硫二丙磺酸钠、二甲基二硫代羟基丙烷磺酸钠或苯基聚二硫丙烷磺酸钠中的一种或多种；优选的，蛋白为胶原蛋白和/或多肽；优选的，硫酰胺衍生物为四氢噻唑硫酮和/或疏基苯并咪唑。

5、根据本发明的另一个方面，提供一种电解铜箔的制备方法。该制备方法包括以下步骤：s1，将硫酸铜电解液与本发明的上述任一种添加剂混合加热，得到铜箔电解液；s2，铜箔电解液进入生箔机进行电解，同时加入蛋白和硫酰胺衍生物，生成原箔；s3，原箔生成以后经钝化处理后，收卷成铜箔成品。

6、进一步地，铜箔电解液中铜离子浓度为60～90g/l，硫酸的浓度为90～120g/l。

7、进一步地，s1中加热的温度为40～60℃。

8、进一步地，电解铜箔的厚度为4～4.5μm；优选的，电解铜箔为双面光电解铜箔。

9、进一步地，s2中，铜箔电解液以0.5m/s～2m/s的流速进入生箔机；优选的，铜箔电解液在生箔机中以60～80a/dm2的电流密度电解；优选的，生箔机的阴极辊转速为0.01～0.04m/s；优选的，以1～10重量份每千安时补充蛋白和1～10重量份每千安时补充磺酸基的有机硫化物。

10、进一步地，流过生箔机的铜箔电解液经活性炭吸附、过滤后，返回储液罐循环利用。

11、根据本发明的再一方面，提供了一种电解铜箔。该电解铜箔由上述任一种电解铜箔的制备方法制备得到；优选的，电解铜箔的厚度为4～4.5μm；优选的，电解铜箔为双面光电解铜箔。

12、应用本发明的技术方案，采用本发明特定组分和含量的添加剂影响铜结晶的组织结构，从而使制备得到的极薄(例如4～4.5μm)的双光锂电铜箔具有良好加工性能的高抗拉(≥700mpa)性能。

技术特征：

1.一种用于制备电解铜箔的添加剂，其特征在于，包括30～150重量份氯离子、100～500重量份的聚醚类表面活性剂、1～10重量份的带磺酸基的有机硫化物、0.1～8重量份的蛋白和0.1～1重量份的硫酰胺衍生物。

2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，包括70重量份氯离子、200重量份的聚醚类表面活性剂、8重量份的带磺酸基的有机硫化物、4重量份的蛋白和0.4重量份的硫酰胺衍生物。

3.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述聚醚类表面活性剂为聚乙二醇、脂肪族聚氧乙烯醚、芳香族聚氧乙烯醚或聚乙二醇缩甲醛中的一种或多种；

4.一种电解铜箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述铜箔电解液中铜离子浓度为60～90g/l，硫酸的浓度为90～120g/l。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述s1中加热的温度为40～60℃。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述电解铜箔的厚度为4～4.5μm；

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述s2中，所述铜箔电解液以0.5m/s～2m/s的流速进入生箔机；

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，流过所述生箔机的铜箔电解液经活性炭吸附、过滤后，返回储液罐循环利用。

10.一种电解铜箔，其特征在于，由如权利要求4至9中任一项所述的电解铜箔的制备方法制备得到；

技术总结本发明公开了一种用于制备电解铜箔的添加剂、电解铜箔及其制备方法。其中，添加剂包括30～150重量份氯离子、100～500重量份的聚醚类表面活性剂、1～10重量份的带磺酸基的有机硫化物、0.1～8重量份的蛋白和0.1～1重量份的硫酰胺衍生物。电解铜箔的制备方法包括：S1，将硫酸铜电解液与添加剂混合加热，得到铜箔电解液；S2，铜箔电解液进入生箔机进行电解，同时加入蛋白和硫酰胺衍生物，生成原箔；S3，原箔生成以后经钝化处理后，收卷成铜箔成品。应用本发明的技术方案，采用本发明特定组分和含量的添加剂影响铜结晶的组织结构，从而使制备得到的极薄的双光锂电铜箔具有良好加工性能的高抗拉性能。技术研发人员：韩国强,孙宁磊,曹敏,付国燕,刘国受保护的技术使用者：中国恩菲工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12