一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法与流程

本发明涉及铜箔制备，具体为一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法。

背景技术：

1、随着新能源行业的高速发展，锂离子电池的能量密度要求日益提高。锂电池高比能、高安全、长寿命的性能需求正在驱动锂电铜箔向极薄化、高抗拉、高延伸率方向发展。在锂电铜箔领域，铜箔厚度、抗拉强度、延伸率、粗糙度、光泽度、弹性模量以及表面润湿性等指标是产品的核心技术。

2、铜箔是生产锂电子电池的关键材料之一，铜箔品质的优劣直接影响到锂离子电池的制作工艺和综合性能，电解铜箔的抗拉强度、延伸率和外观光泽度等对锂离子电池负极制作工艺和电池的稳定性等质量性能方面都有直接影响，铜箔必须具有足够抗拉强度及延伸率，否则在对涂有石墨等活性物质的负极极片进行压平的过程中，铜箔与活性物质间的接触性能变差，使负极的尺寸稳定性和平整性变差，同时易产生极片断裂等问题，影响负极制作的成品率、电池容量、内阻和循环寿命等。锂电池在生产过程中可能会出现发热的情况，负极发热导致膨胀断裂，利用铜箔的高抗拉强度，束缚负极的高热量膨胀，减少负极断裂的可能性，因此提高铜箔箔的抗拉强度越高，可以防止负极受热膨胀易断裂的现象。

3、超高抗拉铜箔的应用优势主要体现在以下几个方面：可以提高下游电池厂的涂布碾压效率，避免断带，从而提高生产效率；通过增加负极活性物质负载量，从而提高电池的能量密度；能够增强极片的压实密度并降低电极片的厚度，从而提高锂离子电池的能量密度；可以在电化学循环过程中，更好地抑制因为活性材料膨胀收缩导致的部分变形，从而提高电池的耐久性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，该高抗拉强度锂电铜箔的制备方法具体步骤如下：

2、步骤1、将铜原料、硫酸、去离子水以一定的工艺配比加入溶铜罐中，同时用鼓风机鼓入高温空气，将铜原料溶解制备出硫酸铜溶液，硫酸铜溶液经过多级过滤之后与添加剂溶液混合得到电解液，电解液经过换热器换热后，导入电解槽中开始电镀；

3、步骤2、电解液在一定的温度与电流密度下进行电解升箔；

4、步骤3、电解生箔后，铜箔经过铬酐钝化液进行钝化处理，再经过切边、收卷，便可得到成品锂电铜箔。

5、优选的，所述添加剂包含氯离子、a剂、b剂、c剂，a剂为小分子含硫有机物，b剂为含硫或含氮的有机物，c剂为高分子含氧类化合物。

6、优选的，成品锂电铜箔厚度为4.5-6μm，抗拉强度大于600mpa，延伸率大于4％，光、毛面的光泽度高于50gs，光、毛面的粗糙度ra小于0.3μm、rz小于3μm。

7、优选的，电解液中铜离子浓度控制在50-110g/l，酸浓度控制在50-130g/l。

8、优选的，电解液中氯离子含量控制在10-50mg/l。

9、优选的，所述电解液中a剂为2-巯基苯并咪唑、聚二硫丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸钠、3-硫基丙烷磺酸钠、甲酰胺丙烷磺酸钠中的一种或两种以上。

10、优选的，所述电解液中a剂的含量为10-150mg/l。

11、优选的，所述电解液中b剂为四氢噻唑-2-硫酮、苯并三氮唑、n-二乙基三硫代氨基过甲酸盐中的一种或两种以上。

12、优选的，所述电解液中b剂的含量为0.01-10mg/l。

13、优选的，所述电解液中c剂为聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚、羟乙基纤维素中的一种或两种以上。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的超高抗拉锂电铜箔具有优异的力学性能，厚度为4.5-6μm，抗拉强度大于600mpa，延伸率大于4％，光、毛面的光泽度高于50gs，光、毛面的粗糙度ra小于0.3μm、rz小于3μm，其性能稳定易控。制备方法采用特定的添加剂工艺配比，细化晶粒，增加结晶一致性与结晶致密度，可制备出具有超高抗拉强度的铜箔。适用于制备4.5-6μm铜箔。

技术特征：

1.一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，其特征在于：该高抗拉强度锂电铜箔的制备方法具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，其特征在于：所述添加剂包含氯离子、a剂、b剂、c剂，a剂为小分子含硫有机物，b剂为含硫或含氮的有机物，c剂为高分子含氧类化合物。

3.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，其特征在于：成品锂电铜箔厚度为4.5-6μm，抗拉强度大于600mpa，延伸率大于4％，光、毛面的光泽度高于50gs，光、毛面的粗糙度ra小于0.3μm、rz小于3μm。

4.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，其特征在于：电解液中铜离子浓度控制在50-110g/l，酸浓度控制在50-130g/l。

5.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，其特征在于：电解液中氯离子含量控制在10-50mg/l。

6.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，其特征在于：所述电解液中a剂为2-巯基苯并咪唑、聚二硫丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸钠、3-硫基丙烷磺酸钠、甲酰胺丙烷磺酸钠中的一种或两种以上。

7.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，其特征在于：所述电解液中a剂的含量为10-150mg/l。

8.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，其特征在于：所述电解液中b剂为四氢噻唑-2-硫酮、苯并三氮唑、n-二乙基三硫代氨基过甲酸盐中的一种或两种以上。

9.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，其特征在于：所述电解液中b剂的含量为0.01-10mg/l。

10.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，其特征在于：所述电解液中c剂为聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚、羟乙基纤维素中的一种或两种以上。

技术总结本发明公开了一种高抗拉强度锂电铜箔的制备方法，该高抗拉强度锂电铜箔的制备方法具体步骤如下：步骤1、将铜原料、硫酸、去离子水以一定的工艺配比加入溶铜罐中，同时用鼓风机鼓入高温空气，将铜原料溶解制备出硫酸铜溶液，硫酸铜溶液经过多级过滤之后与添加剂溶液混合得到电解液，电解液经过换热器换热后，导入电解槽中开始电镀；步骤2、电解液在一定的温度与电流密度下进行电解升箔；步骤3、电解生箔后，铜箔经过铬酐钝化液进行钝化处理，再经过切边、收卷，便可得到成品锂电铜箔。制备方法采用特定的添加剂工艺配比，细化晶粒，增加结晶一致性与结晶致密度，可制备出具有超高抗拉强度的铜箔。适用于制备4.5‑6μm铜箔。技术研发人员：宫鑫,文敏,葛洪鑫,江泱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：2024/9/12