一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的制备方法技术

本发明专利技术涉及铜箔领域，更具体地，本发明专利技术涉及一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的制备方法。本发明专利技术第一个方面提供了一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液添加剂，所述电解液添加剂包括0.15～0.9g/L含硫化合物，0.07～0.4g/L载运剂，0.01～0.27g/L非离子型表面活性剂，0.07～0.4g/L氯盐。本发明专利技术提供的高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液添加剂种类少，提高了电解液的稳定性；同时使用本发明专利技术得到的特定比例的电解液制备得到的极薄铜箔单位面积重量在43.0～75.0g/m

A preparation method of thin electrolytic copper foil for high tensile strength lithium ion battery

【技术实现步骤摘要】
一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的制备方法
本专利技术涉及铜箔领域，更具体地，本专利技术涉及一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的制备方法。
技术介绍
铜箔作为锂离子电池负极的集流体，是制作锂离子电池的核心原材料，占电池总成本的5％左右，其生产技术的发展和性能的好坏直接影响到锂离子电池的制作工艺、性能和生产成本。随着近年来智能手机、新能源汽车的迅猛发展，对锂离子电池的需求暴增，并对其性能和质量提出了更高的要求。在锂电池生产发展初期，电池厂家全部选择压延铜箔来制作电池负极集流体。随着电解铜箔性能的提高，逐渐开始使用电解铜箔作为锂电池的集流体。锂电池用铜箔与传统印刷电路板(PCB)用铜箔相比，不仅在厚度上要求更薄，粗糙度低，而且要有较高的抗拉强度、高的伸长率、良好的导电性、抗氧化性、耐折性和耐腐蚀性等。我国铜箔企业生产的锂电池用电解铜箔总体技术水平，与日本、韩国仍存在差距，虽然铜箔的生产总量较之前有所提升，但是电解铜箔的档次仍有待提升，尤其是具有高附加值的高档电解铜箔(如锂离子电池用电解铜箔)的产品品质。因此，自主研发锂离子用电解铜箔是我国的一个趋势。目前，电解铜箔的研制还存在一定的问题。电解铜箔用作锂离子电池负极集流体时，一方面要求抗拉强度高，这样在涂敷负极活性物质时不易断裂，另一方面要求延伸性好，可以与负极活性物质充分接触，降低电池内阻，提高电池的安全性和电容量，然而电解铜箔的抗拉强度与延伸性此消彼长，尤其对于极薄铜箔，要实现两者的平衡难度更大；制备极薄铜箔时，对生产工艺的精度要求非常高，需要在高电流密度、高电解温度、短电解时间内连续制得质量极好的极薄铜箔，现有技术因使用多种添加剂，各组分在严格的电解条件下相互影响，使得电解液性能不稳定，无法制得厚度均匀的极薄铜箔，或是在极薄的厚度下铜箔质量不能满足锂电池的使用需要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的一些问题，本专利技术第一个方面提供了一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液添加剂，所述电解液添加剂包括0.15～0.9g/L含硫化合物，0.07～0.4g/L载运剂，0.01～0.27g/L非离子型表面活性剂，0.07～0.4g/L氯盐。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述含硫化合物为二硫化合物和/或三硫化合物。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述含硫化合物包括二硫化合物；所述二硫化合物包括四氢噻唑硫酮、聚二硫二丙烷磺酸钠、4-[[2-(乙酰氨基)乙基]二硫代]-1-丁烷亚磺酸钠、硫胺二硫化合物、2-取代亚肼基-1,3-二硫杂环戊烷、乙撑硫脲、2-巯基苯并咪唑中至少一种。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述非离子型表面活性剂为含胺的聚醚型表面活性剂。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述含胺的聚醚型表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述含硫化合物、非离子型表面活性剂以及氯盐的重量比为(3～4)：1：(1～2)。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述载运剂为聚醚类化合物；所述聚醚类化合物包括聚乙二醇、氧化乙基与氧化丙基共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚中至少一种。本专利技术第二个方面提供了一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述电解液还包括180～250g/L硫酸铜，100～150g/L硫酸。本专利技术第三个方面提供了一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的制备方法，其特征在于，所述极薄电解铜箔的制备方法包括下面步骤：(1)配置电解液：将电解液原料加热至45～60℃混合均匀，置于阳极槽中；(2)电化学反应：通电，在电流密度50～80A/dm2条件下，阴极析出铜箔，剥离，即得；得到的电解铜箔的单位面积重量为43.0～75.0g/m2，抗拉强度为400～480N/mm2，延伸率为3.5～8.5％。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术提供的高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液添加剂种类少，提高了电解液的稳定性；同时使用本专利技术得到的特定比例的电解液制备得到的极薄铜箔厚度均匀，具有高抗拉强度和高延伸率。具体实施方式以下通过具体实施方式说明本专利技术，但不局限于以下给出的具体实施例。本专利技术第一个方面提供了一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液添加剂，所述电解液添加剂包括0.15～0.9g/L含硫化合物，0.07～0.4g/L载运剂，0.01～0.27g/L非离子型表面活性剂，0.07～0.4g/L氯盐。在一种实施方式中，所述电解液添加剂包括0.3～0.8g/L含硫化合物，0.2g/L载运剂，0.1～0.2g/L非离子型表面活性剂，0.2～0.3g/L氯盐。优选地，所述电解液添加剂包括0.5g/L含硫化合物，0.2g/L载运剂，0.15g/L非离子型表面活性剂，0.25g/L氯盐。含硫化合物含硫化合物为含有硫的物质，包括有机含硫化合物和无机含硫化合物。有机硫化合物指含碳硫键的有机化合物，存在于石油和动植物体内。从数量上说，有机硫化合物仅次于含氧或含氮的有机化合物。有机硫化合物可分为含二价硫的有机化合物和含高价(四价或六价)硫的有机化合物两大类。第一类化合物多数与其相应的含氧化合物在结构和化学性质方面相似，个别的第二类化合物也有同样现象。优选地，所述含硫化合物为二硫化合物和/或三硫化合物。所述三硫化合物可以列举的有二烯丙基三硫化合物，二丙基三硫化合物，二乙基三硫化合物等。在一种实施方式中，所述含硫化合物为二硫化合物；优选地，所述二硫化合物包括四氢噻唑硫酮、聚二硫二丙烷磺酸钠、4-[[2-(乙酰氨基)乙基]二硫代]-1-丁烷亚磺酸钠、硫胺二硫化合物、2-取代亚肼基-1,3-二硫杂环戊烷、乙撑硫脲、2-巯基苯并咪唑中至少一种；进一步优选地，所述二硫化合物包括4-[[2-(乙酰氨基)乙基]二硫代]-1-丁烷亚磺酸钠、硫胺二硫化合物、2-取代亚肼基-1,3-二硫杂环戊烷中至少一种；更优选地，所述二硫化合物为4-[[2-(乙酰氨基)乙基]二硫代]-1-丁烷亚磺酸钠，所述4-[[2-(乙酰氨基)乙基]二硫代]-1-丁烷亚磺酸钠CAS号为19293-56-2，所述4-[[2-(乙酰氨基)乙基]二硫代]-1-丁烷亚磺酸钠结构如下：在一种实施方式中所述4-[[2-(乙酰氨基)乙基]二硫代]-1-丁烷亚磺酸钠的制备方法包括：将1，1-二氧-1，2-二噻烷和N-乙酰基半胱胺以摩尔比为1：1的比例溶解在75mL无水乙醇中，将含有33.3mmol甲醇钠的甲醇溶液滴加在上述乙醇溶液中，不断搅拌至溶液pH呈中性，加入过量的无水乙醚至不再产生白色沉淀，过滤，沉淀用乙醚洗涤两次，干燥，得到产物。优选地，所述1，1-二氧-1，2-二噻烷和N-乙酰基半胱胺的总量占无水乙醇的12～18wt％；更优选地，所述1，1-二氧-1，2-二噻烷和N-乙酰基半胱胺的总量占无水乙醇的15wt％。所述1，1-二氧-1，2-二噻烷CAS号为18321-15-8；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括0.15～0.9g/L含硫化合物，0.07～0.4g/L载运剂，0.01～0.27g/L非离子型表面活性剂，0.07～0.4g/L氯盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括0.15～0.9g/L含硫化合物，0.07～0.4g/L载运剂，0.01～0.27g/L非离子型表面活性剂，0.07～0.4g/L氯盐。


2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述含硫化合物为二硫化合物和/或三硫化合物。


3.根据权利要求2所述的电解液添加剂，其特征在于，所述含硫化合物为二硫化合物；所述二硫化合物包括四氢噻唑硫酮、聚二硫二丙烷磺酸钠、4-[[2-(乙酰氨基)乙基]二硫代]-1-丁烷亚磺酸钠、硫胺二硫化合物、2-取代亚肼基-1,3-二硫杂环戊烷、乙撑硫脲、2-巯基苯并咪唑中至少一种。


4.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述非离子型表面活性剂为含胺的聚醚型表面活性剂。


5.根据权利要求4所述的电解液添加剂，其特征在于，所述含胺的聚醚型表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚。


6.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述含硫化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊锋，刘晓燕，郭志航，庄伟雄，叶敬敏，温丙台，廖平元，刘少华，李建国，叶铭，叶成林，庄如珍，郭丽平，郑衍年，肖建斌，
申请(专利权)人：广东嘉元科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44