一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，属于锂离子电池制备技术领域，其技术要点包括下述步骤：(1)对铜箔表面进行活化清洗处理；(2)对活化清洗处理后的铜箔进行贴感光干膜，然后进行曝光显影；(3)采用蚀刻对显影后的铜箔进行蚀刻处理，蚀刻后依序进行退膜和清洗处理；(4)采用钝化液对清洗后的铜箔进行表面钝化处理，然后经水洗烘干，即得到所述的网状铜箔；本发明专利技术旨在提供一种对磨具要求较低、打孔不易变形、通孔表面无毛刺、剥离时不易破损且成本较低的锂离子电池用网状铜箔的制备方法；用于制备锂离子电池用网状铜箔。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法
本专利技术涉及一种铜箔的制备方法，更具体地说，尤其涉及一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法。
技术介绍
锂离子二次电池在通讯、交通、电子、航空航天等领域的广泛应用促进了铜箔这一锂电池负极集流体主要材料的需求，铜箔性能的优劣将直接影响锂离子电池的制作工艺、性能和生产成本。市场对锂离子电池越来越高的要求必定推动电解铜箔向着性能更优(高抗拉强度、高电导率和抗高温氧化性等)、厚度更薄、成本更低的方向发展。网状铜箔可通过通孔连通铜箔两侧的反应池，避免了铜箔两面的负极材料因厚度不一致而造成的电池工作效率低、资源浪费等问题，大大提高了铜箔的比表面积和导电均匀性，并提高电池的充放电性能和能量密度，近年来成为研究热点。现有制备网状铜箔有以下几种方法：一种是使用模具对铜箔进行打孔，但存在磨具要求精度高，且模具容易损坏，造成制造成本高；另一种是使用钻床直接打孔，但由于铜箔较薄，打孔易变形，且通孔表面有毛刺，不利于后续涂布。也有在铜箔生产设备上进行改进，包括使用表面进行局部绝缘化处理的电沉积棍或微孔阴极棍，从而形成网点状的图形，再进行电解铜箔的电沉积工艺。上述改进方法存在铜箔在阴极棍剥离时容易破损，不利于涂布，设备改进费用高等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，以解决现有技术中磨具要求精度高，打孔易变形，且通孔表面有毛刺，剥离时容易破损，成本高等问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，该方法包括下述步骤：(1)对铜箔表面进行活化清洗处理；(2)对活化清洗处理后的铜箔进行贴感光干膜，然后进行曝光显影；(3)采用蚀刻液对显影后的铜箔进行蚀刻处理，蚀刻后依序进行退膜和清洗处理；(4)采用钝化液对清洗后的铜箔进行表面钝化处理，然后经水洗烘干，即得到所述的网状铜箔。一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，该方法包括下述步骤：(1)对铜箔表面进行活化清洗处理；(2)对活化清洗处理后的铜箔进行涂布感光湿膜，然后依序进行烘烤和曝光显影；(3)采用蚀刻液对显影后的铜箔进行蚀刻处理，蚀刻后依序进行退膜和清洗处理；(4)采用钝化液对清洗后的铜箔进行表面钝化处理，然后经水洗烘干，即得到所述的网状铜箔。一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，该方法包括下述步骤：(1)对铜箔表面进行活化清洗处理；(2)对活化清洗处理后的铜箔进行贴孔状的粘性防水膜；(3)采用蚀刻液对贴膜后的铜箔进行蚀刻处理，蚀刻后依序进行防水膜剥离和清洗处理；(4)采用钝化液对清洗后的铜箔进行表面钝化处理，然后经水洗烘干，即得到所述的网状铜箔。上述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法中，步骤(1)具体为采用浓度为2～10％的稀硫酸溶液对铜箔表面进行活化清洗。得到与感光干膜或感光湿膜具有良好粘附性能的充分粗化的表面。上述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，步骤(2)中，贴感光干膜具体为采用自动贴膜机在压辘温度100～130℃、压力3～6kg/cm2的条件下将干膜贴合在铜箔上；感光干膜厚度为10～40μm。上述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，步骤(2)中，贴感光湿膜具体为采用垂直式滚轮涂布机在温度20～25℃，压力4～6kg/cm2，刮刀角度10～25°，速度10～25min/m条件下将感光湿膜涂布于铜箔上；感光湿膜厚度为6～15μm；所述烘烤为在85～90℃环境下烘烤6～10min。上述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，步骤(2)中，所述曝光为采用镭射曝光机在波长325～365nm的紫外光下进行曝光。曝光工具为菲林胶片，菲林胶片透光的区域在紫外光照射下发生交联聚合反应，形成不溶于稀碱溶液的体型大分子结构；菲林遮光的区域将被显影液冲掉。上述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，步骤(2)中，所述显影为采用浓度为1.0～5.0％的Na2CO3或K2CO3溶液作为显影液进行显影。将未曝光部分的干膜溶解并冲洗后，留下感光部分。上述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，步骤(3)中，所述退膜为采用浓度为1～5％的NaOH溶液作为退膜液进行退膜。将保护铜箔的的感光干膜或感光湿膜退掉。上述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，步骤(2)中，所述孔状的粘性防水膜为PE或PET膜。上述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法中，所述的蚀刻液为以HCl和CuCl2为主要成分的酸性蚀刻液或以CuCl2、NH3·H2O和NH4Cl为主要成分的碱性蚀刻液或FeCl3蚀刻液，蚀刻温度40～55℃；在酸性蚀刻液中，HCl的浓度为2～5mol/L；Cu2+的浓度为110～170g/L，比重1.28～1.50g/mL；在碱性蚀刻液中，Cl-的浓度为160～200g/L，Cu2+的浓度为120～170g/L，比重1.10～1.90g/mL，碱性蚀刻液的pH值为8.0～8.5；在FeCl3蚀刻液中，FeCl3的浓度为300～600g/L，并含有浓度为10～50mL/L的HCl。通过蚀刻液将未曝光部分或未被防水膜覆盖的铜层蚀刻掉。上述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法中，所述的钝化液为锌铬钝化液或锌镍钝化液，钝化时间3～5s，温度10～40℃；在锌铬钝化液中，Cr6+的浓度为1～5g/L、Zn2+的浓度为1～4g/L、焦磷酸钾的浓度为50～80g/L，锌铬钝化液的pH值为10～12；在锌镍钝化液中，Zn2+的浓度为1～10g/L、Ni2+的浓度为2～20g/L、H3PO4的浓度为1～5g/L，该锌镍钝化液的pH值为3.8～4.2。上述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法中，所述网状铜箔的厚度为6～100μm，孔隙率为20～80％，孔径大小为20～2000um，孔间距为20～5000um，网孔均匀分布于集流体上。上述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法中，所述网状铜箔的网孔形状为圆形、椭圆形或者多边形。本专利技术采用上述工艺后，与现有技术相比，具有下述的有益效果：本专利技术采用蚀刻技术制备网状铜箔，具有自动化程度高，生产效率快，开孔形状规整，不易产生毛刺，不易变形和破损，而且微小孔径的开孔形状和孔径不受限制，比表面积大和导电均匀性好等优点，应用于锂离子电池中能提高电池的充放电性能和能量密度。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但并不构成对本专利技术的任何限制。工艺1本专利技术的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，该方法包括下述步骤：(1)采用浓度为2～10％的稀硫酸溶液对铜箔表面进行活化清洗处理；以得到与感光干膜具有良好粘附性能的充分粗化的表面。(2)采用自动贴膜机在压辘温度100～130℃、压力3～6kg/cm2的条件下将感光干膜贴合在活化清洗处理后的铜箔上；感光干膜厚度为10～40μm，然后进行曝光显影；所述曝光为采用镭射曝光机在波长325～365nm的紫外光下进行曝光，曝光工具为菲林胶片，菲林胶片透光的区域在紫外光照射下发生交联聚合反应，形成不溶于稀碱溶液的体型大分子结构；菲林遮光的区域将被显影液冲掉；所述显影为采用浓度为1.0～5.0％的Na2CO3或K2CO3溶液作为显影液进行显影。将未曝光部分的感光干膜溶解并冲洗后，留下感光部分。(3)采用蚀刻液对显影后的铜箔进行蚀刻处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：(1)对铜箔表面进行活化清洗处理；(2)对活化清洗处理后的铜箔进行贴感光干膜，然后进行曝光显影；(3)采用蚀刻液对显影后的铜箔进行蚀刻处理，蚀刻后依序进行退膜和清洗处理；(4)采用钝化液对清洗后的铜箔进行表面钝化处理，然后经水洗烘干，即得到所述的网状铜箔。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：(1)对铜箔表面进行活化清洗处理；(2)对活化清洗处理后的铜箔进行贴感光干膜，然后进行曝光显影；(3)采用蚀刻液对显影后的铜箔进行蚀刻处理，蚀刻后依序进行退膜和清洗处理；(4)采用钝化液对清洗后的铜箔进行表面钝化处理，然后经水洗烘干，即得到所述的网状铜箔。2.一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：(1)对铜箔表面进行活化清洗处理；(2)对活化清洗处理后的铜箔进行涂布感光湿膜，然后依序进行烘烤和曝光显影；(3)采用蚀刻液对显影后的铜箔进行蚀刻处理，蚀刻后依序进行退膜和清洗处理；(4)采用钝化液对清洗后的铜箔进行表面钝化处理，然后经水洗烘干，即得到所述的网状铜箔。3.一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：(1)对铜箔表面进行活化清洗处理；(2)对活化清洗处理后的铜箔进行贴孔状的粘性防水膜；(3)采用蚀刻液对贴膜后的铜箔进行蚀刻处理，蚀刻后依序进行防水膜剥离和清洗处理；(4)采用钝化液对清洗后的铜箔进行表面钝化处理，然后经水洗烘干，即得到所述的网状铜箔。4.根据权利要求1至3任一所述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体为采用浓度为2～10％的稀硫酸溶液对铜箔表面进行活化清洗。5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，贴感光干膜具体为采用自动贴膜机在压辘温度100～130℃、压力3～6kg/cm2的条件下将干膜贴合在铜箔上；感光干膜厚度为10～40μm。6.根据权利要求2所述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，贴感光湿膜具体为采用垂直式滚轮涂布机在温度20～25℃，压力4～6kg/cm2，刮刀角度10～25°，速度10～25min/m条件下将感光湿膜涂布于铜箔上；感光湿膜厚度为6～15μm；所述烘烤为在85～90℃环境下烘烤6～10min。7.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池用网状铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述曝光为采用镭射曝光机在波长325～365nm的紫外光下进行曝光。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐春保，刘燕，杨木强，谢静静，王永森，刘龙方，
申请(专利权)人：嘉应学院，梅州市材保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44