一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法与流程

本发明涉及电解铜箔制备，具体是一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法。

背景技术：

1、电解铜箔作为锂电池中的负极材料集流体，更小的密度和更大的力学性能能够使锂电池具备更大的能量密度，延长电池寿命。但是铜箔的厚度越小，其抗拉强度越难得到提高，并且在生箔机电解生箔时容易发生撕边断箔现象，降低铜箔的成品率。此外，铜箔越薄，其表面针孔出现的概率会越大，极大影响了铜箔的品质。

2、电解铜箔的表观品质和内在力学性能主要受添加剂的影响，目前不同生产商的添加剂工艺各不相同，主要原因在于技术人员对不同添加剂作用的理解不同。目前有关5μm超高强电解铜箔的报道较少，且其抗拉强度未达到500mpa，因此有必要开发一种新添加剂工艺和制备方法，应用于电解铜箔的生产中，并得到超高抗拉强度的5μm电解铜箔。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种添加剂工艺和生产铜箔的流程方法，使用该工艺方法得到的5μm铜箔具有500mpa以上的抗拉强度，且表面无针孔，防氧化效果良好。

2、为解决上述问题，本发明提供以下技术方案，一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法，包括如下步骤：

3、（1）将铜来料酸洗、水洗后在含硫酸的溶铜罐中进行高温溶解得到硫酸铜电解液；

4、硫酸铜电解液通过硅藻土过滤器进行杂质的吸附和去除；

5、在硫酸铜电解液中加入配置好的添加剂，电解液通过板式换热器达到合适的电解液温度，再通过精滤器进行再次过滤，除去电解液中的杂质；

6、硫酸铜电解液通过泵输送至生箔机的电解槽中进行电解生箔；

7、电解得到的铜箔通过防氧化液进行防氧化处理；

8、经过防氧化处理的铜箔在烘箱中进行加热老化，降低翘曲；

9、加热老化后的铜箔通过合理分切，得到5μm超高强电解铜箔。

10、作为本发明技术方案的进一步描述，添加剂中羟乙基纤维素作为一种聚醚类物质，主要通过促进阴极极化，抑制铜离子的沉积使得铜晶粒生长过程延长，从而达到致密的效果；添加剂中聚二硫二丙烷磺酸钠作为光亮剂，能够通过巯基吸附在底部铜层上和端部磺酸基和cl−的耦合作用来捕获溶液中游离的铜离子, 从而加速孔底部铜的沉积，细化晶粒；添加剂中的胶原蛋白、氯离子和糖精钠均会对铜箔的亮度、力学性能造成影响，且氯离子关系到铜箔表面的毛刺情况，5μm超高强电解铜箔的制备需要上述添加剂协同作用。

11、优选的，所述添加剂包含65～80%羟乙基纤维素、5～15%胶原蛋白、5～15%聚二硫二丙烷磺酸钠、3～8%糖精钠、一定量的盐酸。

12、优选的，硫酸铜电解液的cu2+含量为100～110g/l、cl−含量为18～25ppm。

13、优选的，硫酸铜电解液在通过板式换热器后的温度为47～55℃。

14、优选的，生箔机在电解生箔时的电流电流密度为4000～6000a/㎡。。

15、优选的，铜箔在做防氧化处理时需要在防氧化液中接入电流。

16、优选的，铜箔在烘箱中加热老化时的温度为80～90℃。

17、本方案的有益效果如下：

18、通过本方法制备得到的5μm电解铜箔的面密度为45±1.5g/㎡、抗拉强度≥500mpa、延伸率≥2%、150℃下烘烤10min后无氧化变色、针孔数为0个/㎡。

技术特征：

1.一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行，

2.根据权利要求1所述的一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：所述添加剂包含65～80%羟乙基纤维素、5～15%胶原蛋白、5～15%聚二硫二丙烷磺酸钠、3～8%糖精钠、一定量的盐酸。

3.根据权利要求1所述的一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：所述添加剂浓度为3～10g/l。

4.根据权利要求1所述的一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：所述硫酸铜电解液的铜离子含量为100～110g/l、cl-含量为18～25ppm。

5.根据权利要求1所述的一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：所述硫酸铜电解液在通过板式换热器后的温度为47～55℃。

6.根据权利要求1所述的一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：所述生箔机在电解生箔时的电流密度为4000～6000a/㎡。

7.根据权利要求1所述的一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：所述铜箔在做防氧化处理时需要在防氧化液中接入电流。

8.根据权利要求1所述的一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：所述铜箔在烘箱中加热老化时的温度为80～90℃。

技术总结本发明公开了一种5μm超高强锂电池用电解铜箔的制备方法。该制备方法包含溶铜、添加剂配置、生箔、防氧化处理、加热老化、分切等步骤。该制备方法中用到的添加剂包括65～80%羟乙基纤维素、5～15%胶原蛋白、5～15%聚二硫二丙烷磺酸钠、3～8%糖精钠、一定量的盐酸。这种制备5μm超高强度锂电铜箔的方法主要通过调控添加剂的下量对电解铜箔的性能进行调整，其抗拉强度最高可达到540Mpa，延伸率最高可达4.6%，且表观无针孔等缺陷，防氧化性能良好。技术研发人员：李晓晗,周赞雄,刘鹏辉,尹朋朋,唐宏洁,张荣受保护的技术使用者：陕西汉和新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2