一种提高铜箔表面均匀性的添加剂配方组成比例

本发明专利技术公开了一种提高铜箔表面均匀性的添加剂配方，该添加剂配方由以下重量份的组分组成：A剂5‑20份、B剂20‑70份、C剂40‑120份，所述A剂为含硫的杂环化合物，所述B剂为含氮合成高分子化合物，所述C剂为多种不同分子量的聚乙二醇和嵌段聚醚类化合物的混合物。该添加剂配方通过加入PEG600、PEG1000等分子量较小的PEG分子，可以嵌入细小的扩散层间隙中，弥补扩散网的缝隙，从而控制了抑制剂间隙区域的产生，有效控制晶粒成核阶段的不均匀分布，进而有效提高铜箔表面均匀性，报废比例控制到了1%以内。

An Additive Formula for Improving the Surface Uniformity of Copper Foil

【技术实现步骤摘要】
一种提高铜箔表面均匀性的添加剂配方
本专利技术涉及高抗拉锂电铜箔制备
，具体来说，涉及一种提高铜箔表面均匀性的添加剂配方。
技术介绍
电解铜箔是锂离子电池的基础材料，随着新能源汽车行业的快速发展，新能源汽车对动力源的要求越来越高，锂离子二次电池凭借其优异的性能，逐渐成为新能源汽车的理想动力源。目前高端锂离子电池要求铜箔具有高抗拉、高延伸率、超薄，并且表面均匀等特点。随着锂离子电池性能要求的提高，对锂电铜箔的工艺要求也越来越高。其中，电解液的添加剂是锂电铜箔工艺中的核心，添加剂的好坏很大程度上决定了铜箔的性能。锂电铜箔添加剂配方包括三个主要部分，即光亮剂、整平剂和抑制剂，三个部分需要相互配合，才能获得优良力学性能的电解铜箔。光亮剂，是促进铜箔毛面迅速起光亮的一类添加剂，多为一些含硫有机化合物；整平剂，是促进铜箔晶粒面心生长的一类剂，如不同分子量蛋白；抑制剂是聚乙烯醇类化合物，在提高电解液的润湿性的同时提高过电位，是细化晶粒的一类辅助添加剂。抑制剂在电镀过程中具有润湿作用，容易在阴极表面分布形成扩散层，如果扩散层分布不均匀，会导致电沉积的方式不同和速率不均匀，常常会造成铜箔表面出现花斑和色差等表面不均匀现象，生产过程中出现这种现象的比例通常在2%以上。现在配方中常用的主抑制剂PEG6000，这类抑制剂在电解过程中会附着在阴极基体表面，形成双电层提升反应过电位，从而达到细化晶粒的作用。然而PEG6000的分子量高，在基体表面中形成扩散网时尤其容易在基体低点产生一种扩散网缝隙，电镀过程中由于PEG6000分子间的相互作用力，这样的缝隙被拉大，导致局部基体没有被覆盖，或是扩散层厚度偏低，导致该区域中色度与正常区域有明显差异，也即容易产生花斑、色差等表面不均匀现象。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种提高铜箔表面均匀性的添加剂配方，能够克服现有技术的上述不足。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种提高铜箔表面均匀性的添加剂配方，由以下重量份的组分组成：A剂5-20份、B剂20-70份、C剂40-120份，所述A剂为含硫的杂环化合物，所述B剂为含氮合成高分子化合物，所述C剂为多种不同分子量的聚乙二醇和嵌段聚醚类化合物的混合物。进一步的，所述A剂为噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠、巯基咪唑丙烷磺酸钠、甲巯基噻唑中的一种或多种。进一步的，所述B剂为胶原蛋白、聚乙烯亚胺、聚醚胺中的一种或多种。进一步的，所述C剂中聚乙二醇和嵌段聚醚类化合物的质量比为4:3-2:1。进一步的，所述C剂中的聚乙二醇包含大分子量的聚乙二醇和小分子量的聚乙二醇，所述大分子量的聚乙二醇为PEG8000，所述小分子量的聚乙二醇为PEG1000或PEG600。本专利技术的有益效果：本专利技术的添加剂配方通过加入PEG600、PEG1000等分子量较小的PEG分子，可以嵌入细小的扩散层间隙中，弥补扩散网的缝隙，从而控制了抑制剂间隙区域的产生，有效控制晶粒成核阶段的不均匀分布，进而在获得高抗拉、高延伸率的致密铜箔的基础上，将铜箔表面花斑、色差等表面不均匀的降级，有效提高铜箔表面均匀性，报废比例控制到了1%以内。控制比例是指每月品控统计的因表面花斑、色差而降级或报废的总重量与总生产重量的比值。本专利技术的添加剂配方尤其适用于生产6微米超薄铜箔品质的稳定、良品率的提升。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术通过小试试验和中试实验进行验证：小试实验：小试实验采用小型电解系统，电解液中铜离子、硫酸、氯离子的浓度分别为60-100g/L、80-140g/L、30-50mg/L；电解液中A剂、B剂、C剂的浓度分别为5-60mg/L、5-70mg/L、10-100mg/L，电解液添加量为7.2L，阴阳极板浸入电解液的面积为1.8dm2，极板距离为2cm，整流机电流为90-110A，电镀时间为40-75s。部分小试实施例如下：实施例1一种提高铜箔表面均匀性的添加剂配方，由以下组分组成：噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠125mg、胶原蛋白(数均分子量5000)290mg、PEG(分子量8000)300mg、PEG（分子量600）100mg；嵌段聚醚L35(数均分子量1900)300mg；制备铜离子浓度为92g/L、硫酸含量为106g/L、氯离子浓度为25mg/L的电解液，倒入小型电解槽，在电解槽加入适量上述添加剂的水溶液并搅拌均匀，使其在电解液中的含量如下：噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠：12.5mg/L；胶原蛋白(数均分子量5000)：29mg/L；PEG(分子量8000)：30mg/L；PEG（分子量600）：10mg/L；嵌段聚醚L35(数均分子量1900)：30mg/L；在55℃的条件下进行电解，电流密度为55A/dm2，电解时间为50s，上述电解工艺制备的铜箔，采用常规的铬酐水溶液进行防氧化处理，随后进行水洗、烘干，从极板上剥离并测试铜箔物理性能，常温抗拉强度550MPa，常温延伸率5.1％，在强光手电筒照射下，表面无花斑、无色差。重复本工艺实验20次，所得铜箔的平均常温抗拉强度为540MPa，平均常温延伸率为5.2％，在强光手电筒照射下，表面均无花斑、无色差。实施例2一种提高铜箔表面均匀性的添加剂配方，由以下组分组成：噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠50mg、聚乙烯亚胺(数均分子量4500)700mg、PEG(分子量8000)200mg、PEG（分子量600）100mg；嵌段聚醚L35(数均分子量1900)100mg；制备铜离子浓度为50g/L、硫酸含量为140g/L、氯离子浓度为45mg/L的电解液，倒入小型电解槽，在电解槽加入适量上述添加剂的水溶液并搅拌均匀，使其在电解液中的含量如下：噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠：5mg/L；聚乙烯亚胺(数均分子量4500)：70mg/L；PEG(分子量8000)：20mg/L；PEG（分子量600）：10mg/L；嵌段聚醚L35(数均分子量1900)：10mg/L；在53.5℃的条件下进行电解，电流密度为55A/dm2，电解时间为60s，上述电解工艺制备的铜箔，采用常规的铬酐水溶液进行防氧化处理，随后进行水洗、烘干，从极板上剥离并测试铜箔物理性能。重复本工艺试验20次，所得铜箔的平均常温抗拉强度为535MPa，平均常温延伸率为5.5％，在强光手电筒照射下，表面无花斑、无色差。实施例3一种提高铜箔表面均匀性的添加剂配方，由以下组分组成：巯基咪唑丙烷磺酸钠200mg、聚乙烯亚胺(数均分子量4500)300mg、PEG(分子量8000)600mg、PEG（分子量1000）200mg；嵌段聚醚L35(数均分子量1900)400mg；制备铜离子浓度为91.5g/L、硫酸含量为104.8g/L、氯离子浓度为27mg/L的电解液，倒入小型电解槽，在电解槽加入适量上述添加剂的水溶液并搅拌均匀，使其在电解液中的含量如下：巯基咪唑丙烷磺酸钠：20mg/L；聚乙烯亚胺(数均分子量4500)：30mg/L；PEG(分子量8000)：60mg/L；PEG（分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高铜箔表面均匀性的添加剂配方，其特征在于，由以下重量份的组分组成：A剂5‑20份、B剂20‑70份、C剂40‑120份，所述A剂为含硫的杂环化合物，所述B剂为含氮合成高分子化合物，所述C剂为多种不同分子量的聚乙二醇和嵌段聚醚类化合物的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种提高铜箔表面均匀性的添加剂配方，其特征在于，由以下重量份的组分组成：A剂5-20份、B剂20-70份、C剂40-120份，所述A剂为含硫的杂环化合物，所述B剂为含氮合成高分子化合物，所述C剂为多种不同分子量的聚乙二醇和嵌段聚醚类化合物的混合物。2.根据权利要求1所述的添加剂配方，其特征在于，所述A剂为噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠、巯基咪唑丙烷磺酸钠、甲巯基噻唑中的一种或多种。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：江泱，杨帅国，
申请(专利权)人：九江德福科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36