改善褶皱的电解铜箔及其制法、包括电解铜箔的电极及电池的制作方法

本发明涉及锂离子电池用电解铜箔，尤其涉及能改善褶皱的电解铜箔及其制法、包括电解铜箔的电极及电池。

背景技术：

1、锂电铜箔是用于锂离子电池的关键材料之一，它在电池制造中扮演着重要的角色。由于锂电铜箔具有高导电性、良好的机械性能和稳定性等优良性能，使得锂电铜箔成为制造高性能、高安全性的锂离子电池的理想选择。随着锂电铜箔需求量的大幅提升，铜箔企业的产能也随之扩大，然而生产的锂电铜箔都会存在自退火效应，经过较长时间才能达到稳定态，在微观晶粒变化过程中容易产生尺寸变化不均匀导致宏观的铜箔褶皱，这种褶皱展开后呈波浪形，宽度在几毫米至几厘米不等且贯穿整个卷长，严重时带上张力仍然目视可见，在行业中，这种缺陷俗称“泡泡纱”或“水波纹”，该缺陷会引起铜箔本身起折和收卷不平等问题，导致锂电池负极浆料涂布不均匀及打折，使极片报废，造成客户投诉及索赔。

2、如中国发明专利公布号cn117702113a公开了一种可减少集流体褶皱的铜箔集流体生产装置及其工艺，所述操作箱的下端设置有电镀箱，所述电镀箱与操作箱通过氩弧焊连接，所述电镀箱的下端设置有蒸镀箱，所述蒸镀箱与电镀箱通过氩弧焊连接，所述蒸镀箱的内部设置有蒸镀机，所述蒸镀机与蒸镀箱通过螺栓连接，所述电镀箱的内部设置有电镀池，所述电镀池与电镀箱设置为固定连接，所述操作箱上设置有磁控溅射器，所述磁控溅射器设置有多个，所述磁控溅射器与操作箱通过螺栓连接，所述操作箱的内部设置有转动盘。该工艺是通过磁控溅射器与蒸镀机的设置来解决膜体厚度较低而导致出现褶皱或合格率下降现象的问题，并未解决由自退火效应引起的铜箔褶皱。

3、又如中国发明专利公布号cn113661587a公开了能防止撕裂或褶皱不良的电解铜箔及其制法、包括电解铜箔的电极以及包括电极的二次电池，所述电解液包含：70至90g/l的铜离子；50至150g/l的硫酸；5至45mg/l的砷as；5至25mg/l的乙酰胺；以及5至20mg/l的聚丙二醇ppg，该专利解决的是随着电解铜箔变薄，发生卷曲(curl)，从而在卷取电解铜箔时因边缘(edge)部卷曲而产生电解铜箔的撕裂(tear)或褶皱(wrinkle)这样的不良，并未解决由自退火效应引起的铜箔褶皱。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是现有的锂电铜箔由于自退火效应产生褶皱，为此提供能改善褶皱的电解铜箔及其制法、包括电解铜箔的电极及电池。

2、经过大量实验证明降低铜箔初始态与稳定态的抗拉强度差值能够有效减少自退火引起的衰变量，从而减轻“泡泡纱”现象。所以根据此机理本发明要解决的技术问题是降低甚至根除“泡泡纱”外观缺陷，为此开发一套电解铜箔低自退火效应添加剂。

3、在此之前，人们只是在锂电铜箔退火工艺的节点上寻求改善方法，如调整退火温度和退火时间，需要多次调整后才能得到理想的效果，调整时间长，调整成本高，因此寻求一种新的能够一次性解决泡泡纱外观缺陷的方法是本领域亟需的。

4、申请人无意中发现，在电解液中添加一定量的低自退火效应添加剂可以降低铜箔初始态与稳定态的抗拉强度差值，并通过多次试验得到一个明确的添加剂配方，只要用此配方添加剂添加到电解液中，就可以大幅改善泡泡纱外观缺陷。

5、本发明的技术方案是：改善褶皱的电解铜箔的制备方法，包括以下步骤：（1）、配置添加剂：将二甲基二硫代氨基甲酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、硫脲和聚乙二醇混合，再加入水均匀搅拌1min ~3min，其中聚乙二醇的分子量为1000~4000；（2）、向电解液中添加添加剂：将所述添加剂在电解液中以一定的速度添加；（3）、电解铜箔：将电解液进行电解形成生箔。

6、上述方案中所述二甲基二硫代氨基甲酸钠用量为5mg/l ~80mg/l，所述硫脲用量为10mg/l ~60mg/l,所述3-巯基丙烷磺酸钠用量为6mg/l~80mg/l,所述聚乙二醇用量为5mg/l ~80mg/l。

7、上述方案中所述电解液中cu2+60g/l±2g/l、h2so490g/l±5g/l、cl-45mg/l -50mg/l，所述电解液电流密度75a/dm2，温度为45℃±2℃。

8、上述方案中所述添加剂的添加速度为100ml/min。

9、电解铜箔，由上述改善褶皱的电解铜箔的制备方法制成。

10、锂离子电池负极，包括：集流体，所述集流体由上述的电解铜箔制成；活性物质，所述活性物质承载在集流体上。

11、锂离子电池，包括：正极；如上所述的锂离子电池负极；电解质；分隔膜。

12、本发明的有益效果是添加剂能降低铜箔初始态与稳定态的抗拉强度差值，从而减轻“泡泡纱”现象。

技术特征：

1.改善褶皱的电解铜箔的制备方法，其特征是：包括以下步骤：（1）、配置添加剂：将二甲基二硫代氨基甲酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、硫脲和聚乙二醇混合，再加入水均匀搅拌1min~3min，其中聚乙二醇的分子量为1000~4000；（2）、向电解液中添加添加剂：将所述添加剂在电解液中以一定的速度添加；（3）、电解铜箔：将电解液进行电解形成生箔。

2.如权利要求1所述的改善褶皱的电解铜箔的制备方法，其特征是：所述二甲基二硫代氨基甲酸钠用量为5mg/l ~15mg/l，所述硫脲用量为10mg/l ~20mg/l,所述3-巯基丙烷磺酸钠用量为6mg/l~10mg/l,所述聚乙二醇用量为5mg/l ~10mg/l。

3.如权利要求1所述的改善褶皱的电解铜箔的制备方法，其特征是：所述电解液中cu2+60g/l±2g/l、h2so490g/l±5g/l、cl-45mg/l -50mg/l，所述电解液电流密度75a/dm2，温度为45℃±2℃。

4.如权利要求1所述的改善褶皱的电解铜箔的制备方法，其特征是：所述添加剂的添加速度为100ml/min。

5.电解铜箔，其特征是：由权利要求1-4任一所述的改善褶皱的电解铜箔的制备方法制成。

6.锂离子电池负极，其特征是：包括：集流体，所述集流体由权利要求5所述的电解铜箔制成；活性物质，所述活性物质承载在集流体上。

7.锂离子电池，其特征是：包括：正极；如权利要求6所述的锂离子电池负极；电解质；分隔膜。

技术总结本发明公开了改善褶皱的电解铜箔及其制法、包括电解铜箔的电极及电池，包括以下步骤：（1）、配置添加剂：将二甲基二硫代氨基甲酸钠、3‑巯基丙烷磺酸钠、硫脲和聚乙二醇混合，再加入水均匀搅拌1min~3min，其中聚乙二醇的分子量为1000~4000；（2）、向电解液中添加添加剂：将所述添加剂在电解液中以一定的速度添加；（3）、电解铜箔：将电解液进行电解形成生箔。本发明的有益效果是添加剂能降低铜箔初始态与稳定态的抗拉强度差值，从而减轻“泡泡纱”现象。技术研发人员：冯晓阳,刘芳,殷勇,黄国平,徐龙,胡聪受保护的技术使用者：江西华创新材有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6