一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法及其制备系统技术方案

本发明专利技术公开了一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法及其制备系统，包含以下步骤：制备电解液；在制备的电解液中加入添加剂，添加剂包含纤维素、聚乙二醇、硫脲类化合物和整平剂；将加入添加剂的电解液过滤并送入电解槽进行电解生箔，纤维素包含羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或多种的结合，硫脲类化合物采用2‑巯基乙烷磺酸钠盐和2‑丙烯基硫脲中的一种或两种，整平剂采用聚乙烯亚胺和9‑苯基吖啶中的一种或两种。本发明专利技术仅仅使用少量的添加剂即可实现4.5μm超薄铜箔的制备，减少了成品铜箔中的有机物，提高了铜箔的内在性能。

A preparation method and system of 4.5 \u03bc m ultra thin copper foil for lithium battery

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法及其制备系统
本专利技术涉及一种铜箔制备方法及其制备系统，特别是一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法及其制备系统，属于铜箔制造工艺领域。
技术介绍
随着电池制作技术的发展，锂离子电池所用电解铜箔的厚度也在逐渐变薄；这就要求超薄铜箔同时具有较高的抗拉强度、较高的延展性，保证在电池生产加工使用过程中不会出现断裂、变形等缺陷，以便于涂覆的活性物质厚度均匀，延长电池使用寿命。4,5μm铜箔由于超薄的特性，可以在相同体积的电池壳内注入更多的电解液，从而增大电池的容量。但众所周知的是，电解铜箔厚度越薄，技术含量越高，生产越难；现有技术中生产薄且双面光的铜箔的方法中为追求低粗糙度，需要加入大量的添加剂，这样就使铜箔中夹杂大量的有机物，降低了铜箔的内在性能。中国专利公开号CN110396704A和CN110438531A分别公开了两种超薄电解铜箔的制备方法，但是其添加剂的每种组分的添加量都在几十到几百mg/L（即ppm），有机物含量较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法及其制备系统，减少添加剂的含量。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：制备电解液；步骤二：在制备的电解液中加入添加剂，添加剂包含纤维素、聚乙二醇、硫脲类化合物和整平剂；步骤三：将加入添加剂的电解液过滤并送入电解槽进行电解生箔。>进一步地，所述步骤一具体为将铜料在溶铜罐中经过吹风氧化处理后与40-75℃稀硫酸溶液进行反应成为硫酸铜溶液，再经硅藻土、活性炭、除油过滤袋过滤，并采用板式换热器将温度调节至35-82℃，制备出纯度较高的电解液。进一步地，所述电解液中铜离子含量60~110g/L，硫酸含量40~150g/L，浴温40~60℃，电解电流密度为2000-10000A/㎡，铜箔车速为2~10m/min。进一步地，所述纤维素包含羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或多种的结合。进一步地，所述硫脲类化合物采用2-巯基乙烷磺酸钠盐和2-丙烯基硫脲中的一种或两种。进一步地，所述整平剂采用聚乙烯亚胺和9-苯基吖啶中的一种或两种。进一步地，所述添加剂包含纤维素5~10ppm，整平剂0.1~2ppm，硫脲类化合物0.1~0.4ppm，聚乙二醇0.25~3ppm。进一步地，所述步骤三具体为将加入添加剂的电解液经过0.45μm的过滤，得到高纯度电解液，然后将高纯度电解液按50-200m³/h的流量输送至电解槽中，在2000-10000A/㎡条件下进行电解生箔。进一步地，所述步骤三电解生成的铜箔采用电解液酸洗、纯水冲洗和烘干工序，得到表面洁净度高的铜箔；在生箔机上安装微电镀的防氧化处理槽，将表面洁净度高的铜箔经过防氧化处理，防氧化采用化学镀或化学微电镀的工艺，处理后再采用风干工序，得到干燥的防氧化铜箔；经防氧化及干燥处理后的铜箔，由收卷辊进行收卷，并进行分切包装。一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备系统，其特征在于：包含收卷辊、酸雾抽风装置、防氧化槽、阳极板、阴极辊、烘干装置、净液槽、添加剂罐、溢流口和电解槽，添加剂罐与净液槽连接用于向净液槽内加入添加剂，净液槽与电解槽连接用于向电解槽内加入电解液，阴极辊转动设置在电解槽内，两片阳极板对称设置在阴极辊两侧的下侧，溢流口设置在电解槽的上端，酸雾抽风装置固定在电解槽上侧并位于电解液液面上方，烘干装置设置在阴极辊一侧上方，防氧化槽设置在阴极辊和收卷辊之间的铜箔行进路线上。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：本专利技术通过对电解铜箔的电解液中的添加剂的种类进行改进，从而能够仅仅使用少量的添加剂即可实现4.5μm超薄铜箔的制备，添加剂均为个位数的ppm量级，并且除纤维素之外其余添加剂含量更是可以做到1ppm以下，含量大大低于现有技术中有机物添加剂的含量，从而减少成品铜箔中的有机物，提高铜箔的内在性能。附图说明图1是本专利技术的一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备系统的示意图。具体实施方式为了详细阐述本专利技术为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本专利技术的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1所示，本专利技术的一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备系统，包含收卷辊1、酸雾抽风装置2、防氧化槽3、阳极板4、阴极辊5、烘干装置6、净液槽7、添加剂罐8、溢流口9和电解槽10，添加剂罐8与净液槽7连接用于向净液槽7内加入添加剂，净液槽7与电解槽10连接用于向电解槽10内加入电解液，阴极辊5转动设置在电解槽10内，两片阳极板4对称设置在阴极辊5两侧的下侧，溢流口9设置在电解槽10的上端，酸雾抽风装置2固定在电解槽10上侧并位于电解液液面上方，烘干装置6设置在阴极辊5一侧上方，防氧化槽3设置在阴极辊5和收卷辊1之间的铜箔行进路线上。一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：制备电解液。在净液槽7中制备电解液；将铜料在溶铜罐中经过吹风氧化处理后与40-75℃稀硫酸溶液进行反应成为硫酸铜溶液，再经硅藻土、活性炭、除油过滤袋过滤，并采用板式换热器将温度调节至35-82℃，制备出纯度较高的电解液。电解液中铜离子含量60~110g/L，硫酸含量40~150g/L，浴温40~60℃，电解电流密度为2000-10000A/㎡，根据法拉第定律可知铜箔车速即收卷辊1的收卷速度为2~10m/min。步骤二：在制备的电解液中加入添加剂，添加剂包含纤维素8a、聚乙二醇8b、硫脲类化合物8c和整平剂8d。纤维素包含羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或多种的结合。羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素是非离子水胶体，在铜箔电沉积过程中具有吸附、成膜以及适中表面活性等多种用途。硫脲类化合物采用2-巯基乙烷磺酸钠盐和2-丙烯基硫脲中的一种或两种。水溶性的硫脲类化合物可与金属形成配位盐，有助于稳定界面膜的形成，优选2-巯基乙烷磺酸钠盐(MES)，MES在其他三种添加剂存在的情况下，可在增加毛面峰的数量的同时降低峰的高度。整平剂采用聚乙烯亚胺和9-苯基吖啶中的一种或两种。聚乙烯亚胺和9-苯基吖啶具有可以与铜形成配位化合物的能力，在铜箔制造中提高毛面细微形貌峰清晰度，从而保证与聚合物基质优良的互锁行，形成优良的可粘合性。聚乙二醇(PEG)具有不同寻常的溶解性能，非常有助于与另外三种添加剂起相辅相成的作用，而不是起抵触作用，在铜箔制造中可以在毛面形成均匀的细微形貌，改善细微结构的均匀性。通过上述添加剂的组合，添加剂仅仅包含纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法，其特征在于包含以下步骤：/n步骤一：制备电解液；/n步骤二：在制备的电解液中加入添加剂，添加剂包含纤维素、聚乙二醇、硫脲类化合物和整平剂；/n步骤三：将加入添加剂的电解液过滤并送入电解槽进行电解生箔。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：制备电解液；
步骤二：在制备的电解液中加入添加剂，添加剂包含纤维素、聚乙二醇、硫脲类化合物和整平剂；
步骤三：将加入添加剂的电解液过滤并送入电解槽进行电解生箔。


2.按照权利要求1所述的一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法，其特征在于：所述步骤一具体为将铜料在溶铜罐中经过吹风氧化处理后与40-75℃稀硫酸溶液进行反应成为硫酸铜溶液，再经硅藻土、活性炭、除油过滤袋过滤，并采用板式换热器将温度调节至35-82℃，制备出纯度较高的电解液。


3.按照权利要求2所述的一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法，其特征在于：所述电解液中铜离子含量60~110g/L，硫酸含量40~150g/L，浴温40~60℃，电解电流密度为2000-10000A/㎡，铜箔车速为2~10m/min。


4.按照权利要求1所述的一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法，其特征在于：所述纤维素包含羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或多种的结合。


5.按照权利要求1所述的一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法，其特征在于：所述硫脲类化合物采用2-巯基乙烷磺酸钠盐和2-丙烯基硫脲中的一种或两种。


6.按照权利要求1所述的一种锂电池用4.5μm超薄铜箔制备方法，其特征在于：所述整平剂采用聚乙烯亚胺和9-苯基吖啶中的一种或两种。


7.按照权利要求1所述的一种锂电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋景昕，闫瑞刚，徐颖，赵乾成，张小龙，
申请(专利权)人：江东电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32