本發(fā)明涉及電解銅箔相關(guān)，具體為一種電解銅箔用復(fù)合添加劑、電解銅箔的制備方法及該電解銅箔。

背景技術(shù)：

1、電解銅箔作為活性物質(zhì)的載體以及負(fù)極電子的匯集體，是制備鋰離子電池的基礎(chǔ)原材料，其產(chǎn)品的各項(xiàng)性能與鋰離子電池的容量、效率、安全性能以及壽命密切相關(guān)，為實(shí)現(xiàn)更高的電池能量密度，鋰電銅箔需要朝更輕薄化的方向發(fā)展，且需要兼顧電池的安全性能，因此對銅箔還提出了抗拉強(qiáng)度更高、延伸率更高、電阻率更低、低輪廓等性能要求。

2、然而，更薄的電解銅箔，對生產(chǎn)條件的要求極高，若在滿足極薄的同時(shí)，還需要做出更高性能的銅箔，其生產(chǎn)難度顯著增加。生產(chǎn)條件的苛刻以及生產(chǎn)過程中伴隨的問題點(diǎn)增多導(dǎo)致極薄高性能的電解銅箔良率低，生產(chǎn)成本加劇，降低銅箔制造過程中的消耗與銅箔質(zhì)量的提升仍然是待攻破的難題。

3、在硫酸-硫酸銅體系中，添加劑對銅箔的外觀質(zhì)量和力學(xué)性能起決定性作用。電解液中添加劑比例的少量波動，則會引起電解銅箔的各項(xiàng)指標(biāo)顯著變化，然而添加劑調(diào)控機(jī)理尚不明確，對電解銅箔生產(chǎn)制造過程未能做出明確的指導(dǎo)與調(diào)控，因此探究新型復(fù)合添加劑以及其對電解銅箔的的生產(chǎn)調(diào)控機(jī)理，促使電解銅箔的各項(xiàng)性能達(dá)到更高的等級至關(guān)重要。

4、故而提出一種電解銅箔用復(fù)合添加劑以及該電解銅箔的制備方法以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種電解銅箔用復(fù)合添加劑、電解銅箔的制備方法及該電解銅箔，本發(fā)明側(cè)重探究新型復(fù)合添加劑及其各組分之間的相互作用機(jī)制，研究其在電解過程中的協(xié)同或拮抗作用，在規(guī)范的電解工藝參數(shù)下，依據(jù)添加劑作用機(jī)制探究最佳復(fù)合添加劑比例，制得外觀與力學(xué)性能良好的銅箔。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種電解銅箔用復(fù)合添加劑，其特征在于，復(fù)合添加劑為水溶液，包括a劑、b劑、c劑、d劑，所述a劑為羥甲基磺酸鈉或3-巰基丙烷磺酸鈉或n或n-醇硫基丙烷磺酸鈉或四種中的一種或多種，所述b劑為魚膠或聚乙烯亞胺或聚丙烯酰胺或三種中的一種或多種，所述c劑為聚氧乙烯聚丙烯醚或聚丙二醇或環(huán)戊基甲醚或三種中的一種或多種，所述d劑為hg水溶性添加劑。

3、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述a劑濃度為5-20ppm，所述b劑濃度為20-50ppm，所述c劑濃度為5-10ppm，所述d劑濃度為2-20ppm。

4、一種電解銅箔的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

5、步驟1)：將銅料投入到有硫酸的罐體中，通過風(fēng)機(jī)使罐內(nèi)充滿空氣，將銅溶解制成硫酸銅電解液；

6、步驟2)：經(jīng)過多級過濾凈化及換熱器進(jìn)行溫度調(diào)整，使得硫酸銅電解液中的銅離子濃度、硫酸濃度及電解液溫度達(dá)到規(guī)定條件；

7、步驟3)：向合格的硫酸銅電解液中注入權(quán)利要求1中所述的復(fù)合添加劑和氯離子，維持復(fù)合添加劑各組分濃度，電解制得銅箔，然后將銅箔放置在50℃～80℃的環(huán)境中30h。

8、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述硫酸銅電解液中銅離子含量為95～105g/l，硫酸含量為80～90g/l，氯離子含量為10～35mg/l。

9、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述該硫酸銅電解液：電解液溫度：50～54℃，電流密度：55-75a/dm2。

10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述鋰電銅箔厚度為4.5-6μm。

11、一種電解銅箔，其特征在于：包括權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)所述的制備方法，制得該電解銅箔的結(jié)晶狀態(tài)是粒狀晶體，其表面粗糙度≤1.5μm，光澤度≥150，抗拉強(qiáng)度(140℃，15min)≥400mpa，延伸率(140℃，15min)≥8％。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

13、1、本方案中采用新型復(fù)合添加劑體系，且各組分搭配得當(dāng)，用量較少；在實(shí)驗(yàn)過程中探究出新型復(fù)合添加劑以及各組分之間的相互作用機(jī)制，在規(guī)范的電解工藝參數(shù)下，依據(jù)其協(xié)同或拮抗作用探究最佳復(fù)合添加劑比例，制得外觀與力學(xué)性能良好的銅箔。

14、2、本方案在電解銅箔添加劑中引入n,n-醇硫基丙烷磺酸鈉與氯離子形成一種絡(luò)合物會減少銅離子還原為亞銅離子，加劇添加劑體系的極化作用，促進(jìn)表面晶粒尺度的細(xì)化，降低表面粗糙度，同時(shí)銅箔表面銅結(jié)晶整體以(111)晶面為主導(dǎo)生長，(200)和(220)晶面競爭生長，提高了銅箔力學(xué)性能。

15、3、本方案引入聚氧乙烯聚丙烯醚，具有較高的親水親油平衡能力，且溶解能力良好，與3-巰基丙烷磺酸鈉組成添加劑配方時(shí)，由于3-巰基丙烷磺酸鈉能溶于聚氧乙烯聚丙烯醚形成的內(nèi)核中，協(xié)同促進(jìn)銅箔鍍層的整平及光亮性能。n,n-醇硫基丙烷磺酸鈉可以作為電解銅箔光亮劑，與表面活性劑配合使用，可以提高鍍層的光亮性和延展性。

技術(shù)特征：

1.一種電解銅箔用復(fù)合添加劑，其特征在于，復(fù)合添加劑為水溶液，包括a劑、b劑、c劑、d劑，所述a劑為羥甲基磺酸鈉或3-巰基丙烷磺酸鈉或n或n-醇硫基丙烷磺酸鈉或四種中的一種或多種，所述b劑為魚膠或聚乙烯亞胺或聚丙烯酰胺或三種中的一種或多種，所述c劑為聚氧乙烯聚丙烯醚或聚丙二醇或環(huán)戊基甲醚或三種中的一種或多種，所述d劑為hg水溶性添加劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解銅箔用復(fù)合添加劑，其特征在于：所述a劑濃度為5-20ppm，所述b劑濃度為20-50ppm，所述c劑濃度為5-10ppm，所述d劑濃度為2-20ppm。

3.一種電解銅箔的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電解銅箔的制備方法，其特征在于：所述硫酸銅電解液中銅離子含量為95～105g/l，硫酸含量為80～90g/l，氯離子含量為10～35mg/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電解銅箔的制備方法，其特征在于：所述該硫酸銅電解液：電解液溫度：50～54℃，電流密度：55-75a/dm2。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電解銅箔的制備方法，其特征在于：所述鋰電銅箔厚度為4.5-6μm。

7.一種電解銅箔，其特征在于：包括權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)所述的制備方法，制得該電解銅箔的結(jié)晶狀態(tài)是粒狀晶體，其表面粗糙度≤1.5μm，光澤度≥150，抗拉強(qiáng)度(140℃，15min)≥400mpa，延伸率(140℃，15min)≥8％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種電解銅箔用復(fù)合添加劑、電解銅箔的制備方法及該電解銅箔，屬于電解銅箔技術(shù)領(lǐng)域。該鋰電銅箔添加劑為水溶液，包括A劑、B劑、C劑、D劑，所述A劑為羥甲基磺酸鈉，3?巰基丙烷磺酸鈉，N,N?醇硫基丙烷磺酸鈉的一種或多種，所述B劑為魚膠，聚乙烯亞胺，聚丙烯酰胺的一種或多種，所述C劑為聚氧乙烯聚丙烯醚，聚丙二醇，環(huán)戊基甲醚中的一種或多種，所述D劑為代號HG的水溶性添加劑。本發(fā)明探究復(fù)合添加劑體系在電解過程中的作用機(jī)理，在規(guī)范的電解工藝參數(shù)下，依據(jù)添加劑作用機(jī)制探究最佳復(fù)合添加劑比例，制得外觀與力學(xué)性能良好的銅箔，其抗拉強(qiáng)度、延伸率、粗糙度、純度、均勻性、表面潤濕張力大小等特性均表現(xiàn)優(yōu)異。

技術(shù)研發(fā)人員：丁瑜,崔萍萍,張珊珊,林培楷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖北諾德銅箔新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6