一种极薄电解铜箔的电解液及其极薄电解铜箔和制备方法技术

本发明专利技术属于电解铜箔技术领域。本发明专利技术提供了一种极薄电解铜箔的电解液，电解液中，硫酸铜的质量浓度为175～260g/L，无机酸的质量浓度为80～100g/L，添加剂的质量浓度为1～5g/L，络合剂的质量浓度为3～8g/L，导电聚合物的质量浓度为0.5～3g/L，水解胶原蛋白的质量浓度为0.1～0.5g/L。本发明专利技术还提供了一种极薄电解铜箔及其制备方法。本发明专利技术通过控制电解液各组分及其浓度和电沉积工艺参数，显著降低了铜箔的厚度和粗糙度，同时提高了铜箔的力学性能、抗氧化性能和电化学性能。本发明专利技术的极薄铜箔能够在不发生撕边的情况下连续生产，实现铜箔厚度极薄和力学性能的双重突破。度极薄和力学性能的双重突破。

【技术实现步骤摘要】
一种极薄电解铜箔的电解液及其极薄电解铜箔和制备方法


[0001]本专利技术涉及电解铜箔
，尤其涉及一种极薄电解铜箔的电解液及其极薄电解铜箔和制备方法。

技术介绍

[0002]电解铜箔是以硫酸铜溶液为原料，在以不溶性材料为阳极、底部浸在硫酸铜电解液中恒速旋转的阴极辊为阴极的电解槽中进行电解，溶液中的铜沉积到阴极辊筒的表面形成铜箔。待铜箔随辊筒转出液面后，再连续地从阴极辊上剥离，经水洗、干燥、卷取，制成原箔。
[0003]目前，极薄电解铜箔的制备存在如下问题：电解铜箔用作锂离子电池负极集流体时，为了满足锂离子电池的高体积容量要求，铜箔需要尽可能的薄，然而在极薄电解铜领域，尤其是厚度小于6微米的铜箔，厚度每小于1微米都存在着巨大的技术阻力；在铜箔表面涂覆负极活性材料时，铜箔表面需要有合适的粗糙度和表面润湿张力，保证负极活性材料涂覆均匀，粘结牢固，不易脱落；铜箔需要有良好的导电性、耐蚀性、高延伸率和高抗拉强度。
[0004]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，这样在涂覆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，电解铜箔的厚度越薄，锂电池的安全性能以及循环寿命下降越多，要同时实现铜箔的极薄、高抗拉强度、高延伸率、低粗糙度、优异的抗氧化性非常困难。
[0005]因此，研究得到一种极薄、高力学性能、低粗糙度和抗氧化性良好的电解铜箔，具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足提供一种极薄电解铜箔的电解液及其极薄电解铜箔和制备方法。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种极薄电解铜箔的电解液，所述电解液包含硫酸铜、无机酸、添加剂、络合剂、导电聚合物和水解胶原蛋白；
[0009]电解液中，硫酸铜的质量浓度为175～260g/L，无机酸的质量浓度为80～100g/L，添加剂的质量浓度为1～5g/L，络合剂的质量浓度为3～8g/L，导电聚合物的质量浓度为0.5～3g/L，水解胶原蛋白的质量浓度为0.1～0.5g/L。
[0010]作为优选，所述无机酸为硫酸、硝酸、氢氟酸或氨基磺酸。
[0011]作为优选，所述添加剂包含晶粒细化剂和非离子型表面活性剂，晶粒细化剂和非离子型表面活性剂的质量比为3～6：1～3。
[0012]作为优选，所述晶粒细化剂包含聚二硫二丙烷磺酸钠、4
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[[2
‑
(乙酰氨基)乙基]二
硫代]‑1‑
丁烷亚磺酸钠、3
‑
巯基
‑1‑
丙烷磺酸钠和乙撑硫脲中的一种或几种，所述非离子型表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0013]作为优选，所述络合剂包含酒石酸钾钠、酒石酸钠、焦磷酸钠和半胱氨酸中的一种或几种。
[0014]作为优选，所述导电聚合物包含聚吡啶、聚乙炔和聚苯胺中的一种或几种；所述水解胶原蛋白的分子量为1300～3000道尔顿。
[0015]本专利技术还提供了所述的极薄电解铜箔的电解液制备极薄电解铜箔的方法，包含如下步骤：
[0016]将电解液置于阳极槽中进行电化学反应，在阴极辊沉积铜，得到极薄电解铜箔。
[0017]作为优选，所述电化学反应的温度为55～65℃，电流密度为55～70A/dm2。
[0018]本专利技术还提供了所述的制备方法制备得到的极薄电解铜箔，所述极薄电解铜箔的厚度为2.7～3.8μm，抗拉强度≥620MPa，延伸率≥8.2％。
[0019]本专利技术的有益效果包括：
[0020]本专利技术的电解液中各组分之间相互作用，通过控制电解液各组分及其浓度和电沉积工艺参数，显著降低了铜箔的厚度和粗糙度，同时提高了铜箔的力学性能、抗氧化性能和电化学性能。本专利技术的极薄铜箔能够解决阴极辊撕边问题，不但降低了铜箔的厚度，还能够在不发生撕边的情况下连续生产，实现铜箔厚度极薄和力学性能的双重突破。
具体实施方式
[0021]本专利技术提供了一种极薄电解铜箔的电解液，所述电解液包含硫酸铜、无机酸、添加剂、络合剂、导电聚合物和水解胶原蛋白；
[0022]电解液中，硫酸铜的质量浓度为175～260g/L，无机酸的质量浓度为80～100g/L，添加剂的质量浓度为1～5g/L，络合剂的质量浓度为3～8g/L，导电聚合物的质量浓度为0.5～3g/L，水解胶原蛋白的质量浓度为0.1～0.5g/L。
[0023]本专利技术的电解液包含质量浓度为175～260g/L的硫酸铜，优选为185～240g/L，进一步优选为195～220g/L，更优选为205～210g/L。
[0024]本专利技术的电解液包含质量浓度为80～100g/L的无机酸，优选为85～98g/L，进一步优选为88～95g/L，更优选为90～92g/L。
[0025]本专利技术中，所述无机酸优选为硫酸、硝酸、氢氟酸或氨基磺酸。
[0026]本专利技术中，硫酸铜和无机酸是电解液的主要成分，硫酸铜的浓度太低，高电流区镀层易烧焦；硫酸铜浓度太高，电解液的分散能力和整平能力会降低；无机酸的作用是提高溶液的导电性，防止铜盐水解，使镀层结晶细致，无机酸的浓度太低，溶液导电性差，导致镀液分散能力下降；无机酸浓度太高，降低铜离子的迁移率，电镀效率降低，镀铜层的延展性下降，镀层的光亮度也会降低。
[0027]本专利技术的电解液包含质量浓度为1～5g/L的添加剂，优选为2～4g/L，进一步优选为2.5～3.5g/L，更优选为3g/L。
[0028]本专利技术中，所述添加剂优选包含晶粒细化剂和非离子型表面活性剂，晶粒细化剂和非离子型表面活性剂的质量比优选为3～6：1～3，进一步优选为4～5：1.5～2.5，更优选为4.5：2。
[0029]本专利技术中，所述晶粒细化剂优选包含聚二硫二丙烷磺酸钠、4
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[[2
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(乙酰氨基)乙基]二硫代]‑1‑
丁烷亚磺酸钠、3
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巯基
‑1‑
丙烷磺酸钠和乙撑硫脲中的一种或几种，所述非离子型表面活性剂优选为脂肪胺聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚；脂肪胺聚氧乙烯醚优选为脂肪胺聚氧乙烯醚AC
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1800系列，进一步优选为脂肪胺聚氧乙烯醚AC
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1860、脂肪胺聚氧乙烯醚AC
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1815或脂肪胺聚氧乙烯醚AC
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1830；脂肪醇聚氧乙烯醚优选为脂肪醇聚氧乙烯醚AEO
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9、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO
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3或脂肪醇聚氧乙烯醚AEO
‑
4。
[0030]本专利技术中，晶粒细化剂具有光亮的效果，非离子型表面活性剂能够润滑电极，促进电解液各组分在阴极上的吸附，还可以降低电解液的表面张力，提高电解液的迁移能力。
[0031]本专利技术的电解液包含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极薄电解铜箔的电解液，其特征在于，所述电解液包含硫酸铜、无机酸、添加剂、络合剂、导电聚合物和水解胶原蛋白；电解液中，硫酸铜的质量浓度为175～260g/L，无机酸的质量浓度为80～100g/L，添加剂的质量浓度为1～5g/L，络合剂的质量浓度为3～8g/L，导电聚合物的质量浓度为0.5～3g/L，水解胶原蛋白的质量浓度为0.1～0.5g/L。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述无机酸为硫酸、硝酸、氢氟酸或氨基磺酸。3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述添加剂包含晶粒细化剂和非离子型表面活性剂，晶粒细化剂和非离子型表面活性剂的质量比为3～6：1～3。4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述晶粒细化剂包含聚二硫二丙烷磺酸钠、4
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(乙酰氨基)乙基]二硫代]
‑1‑
丁烷亚磺酸钠、3
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巯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朋举，明智耀，明小强，肖永祥，虞靖，
申请(专利权)人：江苏铭丰电子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：