本发明专利技术公开了一种电镀法制备金属铜箔的方法、集流体、电池和电磁屏蔽材料，其中该电镀法制备金属铜箔的方法，步骤包括：覆载步骤：将基体的至少一侧的表面上覆载MXene材料，形成导电MXene层；电镀步骤：将所述导电MXene层的表面电镀处理形成电镀铜层；剥离步骤：在所述覆载步骤之后，所述电镀步骤之前，将所述基体剥离；或，在所述电镀步骤之后，将所述基体剥离。本发明专利技术的制备方法的到的金属铜箔是在导电MXene层表面的表面电镀沉积生长得到电镀铜层，经过剥离基体后，能够获得超薄的金属铜箔，本发明专利技术中的导电MXene层还起到了剥离过渡层的作用，极大地简化了超薄金属铜箔的制备工艺。极大地简化了超薄金属铜箔的制备工艺。极大地简化了超薄金属铜箔的制备工艺。
【技术实现步骤摘要】
电镀法制备金属铜箔的方法、集流体、电池和电磁屏蔽材料
[0001]本专利技术是属于新材料领域，特别是关于一种电镀法制备金属铜箔的方法、集流体、电池和电磁屏蔽材料。
技术介绍
[0002]铜箔是电子工业的基础材料之一，广泛应用于工业用锂离子电池、通讯设备、消费电子产品、汽车电子产品、电子屏蔽等领域，其轻薄化趋势日益显现。以锂离子电池用铜箔为例，随着人们对电池高能量密度、轻量化和柔性化的追求，负极集流体铜箔的厚度逐渐由12μm减薄至4.5μm。铜箔厚度越薄，携带负极活性物质的能力越好，电池容量越大，重量也越轻，即提供更高的能量密度。但是铜箔进一步变薄之后机械强度降低，致使加工性能降低，传统的电解和压延铜箔技术，难以获得厚度更低的超薄铜箔(厚度＜4.5μm)。
[0003]为了获得超薄铜箔，基于聚合物膜的复合铜箔集流体得到关注和应用。常规的复合铜箔集流体通常包括聚合物膜层，以及通过物理气相沉积(PVD)等方法在高分子聚合物膜层上形成的铜基层。相应的制备过程通常包括：(1)采用物理气相沉积(磁控溅射或者蒸镀)的方法在高分子聚合物膜上沉积一层铜，制备出具备一定导电能力的复合铜集流体半成品；(2)利用电镀对复合铜集流体半成品做进一步处理，从而制备出复合铜集流体。相比传统的集流体(电解铜箔)，基于高分子聚合物膜的复合铜集流体具备成本低、质量轻、内部绝缘性好等特点。这些特点使得复合集铜流体在二次电池中应用时能够降低二次电池的成本、并提升电池的能量密度及安全性。
[0004]但是这类聚合物膜的复合铜箔集流体，由于物理气相沉积的方法在高分子聚合物膜上沉积的铜层与聚合物具有强的结合力，因此电镀沉积的金属铜箔难以从聚合物膜上剥离获得超薄的金属铜箔。为了解决超薄金属铜箔难以剥离获得的技术问题，专利申请CN 115058711 B公开了一种以金属铜箔为载体，通过磁控溅射处理后在设置有机剥离层，然后进行电镀沉积铜的方法。但是该方法需要使用磁控溅射设备、工艺复杂、能耗大、成本高，难以获得实际应用。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于针对现有超薄金属铜箔难以制备的技术难题，提供了一种电镀法制备金属铜箔的方法。
[0006]本专利技术第一方面提供一种电镀法制备金属铜箔的方法，步骤包括：覆载步骤：将基体的至少一侧的表面上覆载MXene材料，形成导电MXene层；电镀步骤：将所述导电MXene层的表面电镀处理形成电镀铜层；剥离步骤：在所述覆载步骤之后，所述电镀步骤之前，将所述基体剥离；或，在所述电镀步骤之后，将所述基体剥离。
[0007]在一些实施方式中，上述覆载步骤中，更具体的步骤包括：将MXene分散液涂覆和/或喷涂于所述基体的表面，干燥后形成所述导电MXene层；和/或，将所述基体从所述MXene分散液中提拉和/或浸渍，干燥后形成所述导电MXene层。
[0008]在一些实施方式中，上述MXene分散液中不包括粘结剂和/或分散剂。
[0009]在一些实施方式中，上述MXene分散液由MXene材料和溶剂组成；优选地，所述溶剂选自水和/或醇类；
[0010]在一些实施方式中，上述MXene分散液中MXene的浓度介于0.1mg/ml至80mg/ml。
[0011]在一些实施方式中，上述导电MXene层的厚度介于3nm至50μm；和/或，上述铜基层的厚度介于10nm至100μm；和/或，所述基体的厚度介于1μm至50μm。
[0012]在一些实施方式中，上述铜基层的厚度介于100nm至10μm，优选地，所述铜基层的厚度介于0.5μm至4μm；更优选地，介于1μm至3μm。
[0013]在一些实施方式中，上述导电MXene层的厚度介于10nm至5μm。
[0014]在一些实施方式中，上述基体为非导电材料。
[0015]在一些实施方式中，上述非导电材料选自聚合物、陶瓷或玻璃。
[0016]在一些实施方式中，上述聚合物选自于丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯共聚物、聚砜、聚碳酸酯、聚丙烯、酚醛树脂、酚醛玻璃纤维增强塑料、尼龙、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚丙乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚苯乙烯、聚酰胺及上述聚合物的衍生物中的一种或多种。
[0017]在一些实施方式中，所述制备方法还包括钝化步骤：将所述铜基层的表面进行钝化处理，形成保护层。
[0018]本专利技术第二方面提供一种上述的电镀法制备金属铜箔的方法得到的金属铜箔。
[0019]在一些实施方式中，上述金属铜箔的厚度介于100nm至100μm；更优选地，所述金属铜箔的厚度介于1μm至10μm；再优选地，所述金属铜箔的厚度介于1μm至5μm。
[0020]本专利技术第三方面提供一种金属铜箔，该金属铜箔包括铜基层和MXene层，所述铜基层通过在MXene材料表面电镀铜形成。
[0021]在一些实施方式中，上述铜基层的厚度介于10nm至100μm；优选地，所述铜基层的厚度介于100nm至10μm，更优选地，所述铜基层的厚度介于0.5μm至4μm；更优选地，介于1μm至3μm；
[0022]在一些实施方式中，上述导电MXene层的厚度介于3nm至50μm；优选地，所述导电MXene层的厚度介于10nm至1μm；
[0023]在一些实施方式中，上述金属铜箔具有一层或双层铜基层。
[0024]本专利技术第四方面提供一种金属铜集流体，该述金属铜集流体的制备方法包括上述电镀法制备金属铜箔的方法；或，所述金属铜集流体包括上述的金属铜箔。
[0025]在一些实施方式中，上述金属铜集流体的厚度介于1μm至10μm；优选地，厚度介于1μm至5μm。
[0026]本专利技术第五方面提供一种电极片，包括上述的金属铜集流体。
[0027]本专利技术第六方面提供一种电池，包括上述的金属铜集流体；或，上述的电极片。
[0028]本专利技术第七方面提供一种电磁屏蔽材料，该电磁屏蔽材料的制备方法包括上述电镀法制备金属铜箔的方法；或，所述电磁屏蔽材料包括上述的金属铜箔。
[0029]在一些实施方式中，上述电磁屏蔽材料的厚度介于1μm至100μm。
[0030]本专利技术第八方面提供一种MXene材料应用于聚合物的界面作为电镀层和/或分离介质的应用。
[0031]本专利技术通过简单的涂覆、喷涂和/或浸渍方法在基体上形成导电MXene层，在MXene层的表面实现电镀铜，在电镀铜的过程中MXene材料起到了成核剂的作用，得到电镀铜层；再将该基体剥离，得到金属铜箔。
[0032]本专利技术的制备方法的到的金属铜箔是在导电MXene层表面的表面电镀沉积生长得到电镀铜层，经过剥离基体后，能够获得金属铜箔，本专利技术中的导电MXene层还起到了剥离过渡层的作用，极大地简化了超薄金属铜箔的制备工艺。
附图说明
[0033]图1为本专利技术实施例1中电镀法制备金属铜箔本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电镀法制备金属铜箔的方法，其特征在于，步骤包括：覆载步骤：将基体的至少一侧的表面上覆载MXene材料，形成导电MXene层；电镀步骤：将所述导电MXene层的表面电镀处理形成电镀铜层；剥离步骤：在所述覆载步骤之后，所述电镀步骤之前，将所述基体剥离；或，在所述电镀步骤之后，将所述基体剥离。2.如权利要求1所述的电镀法制备金属铜箔的方法，其特征在于，所述覆载步骤中，更具体的步骤包括：将MXene分散液涂覆和/或喷涂于所述基体的表面，干燥后形成所述导电MXene层；和/或，将所述基体从所述MXene分散液中提拉和/或浸渍，干燥后形成所述导电MXene层。3.如权利要求2所述的电镀法制备金属铜箔的方法，其特征在于，所述MXene分散液中不包括粘结剂和/或分散剂；和/或，所述MXene分散液由MXene材料和溶剂组成；优选地，所述溶剂选自水和/或醇类；和/或，所述MXene分散液中MXene的浓度介于0.1mg/ml至80mg/ml。4.如权利要求1所述的电镀法制备金属铜箔的方法，其特征在于，所述导电MXene层的厚度介于3nm至50μm；优选地，所述导电MXene层的厚度介于10nm至5μm；和/或，所述铜基层的厚度介于10nm至100μm；优选地，所述铜基层的厚度介于100nm至10μm，更优选地，所述铜基层的厚度介于0.5μm至4μm；和/或，所述基体的厚度介于1μm至100μm。5.如权利要求1所述的电镀法制备金属铜箔的方法，其特征在于，所述基体为非导电材料；优选地，所述非导电材料选自聚合物、陶瓷或玻璃；优选地，所述聚合物选自于丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯共聚物、聚砜、聚碳酸酯、聚丙烯、酚醛树脂、酚醛玻璃纤维增强塑料、尼龙、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚丙乙烯、聚氯乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨树斌，施昱，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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