【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合铜箔，具体涉及一种铜-碳-铜结构复合铜箔及其制备方法和应用。
技术介绍
1、传统铜箔由金属构成，内阻小，对于电子的汇集和电流传输具有较好的优势；而复合铜箔使用高分子材料替换了部分铜，具有极薄、重量轻的优势，可以提升电池能量密度。复合铜箔为“铜-高分子材料-铜”的三明治结构，复合铜箔质地柔软、延展性及抗压性能好，用于锂电池负极可有效抑制锂枝晶产生，降低电池内部短路风险，降低电池重量，提升电池能量密度与安全性。
2、复合铜箔虽然材料成本较低，但是由于加工步骤复杂导致成本一直居高不下，存在生产工艺复杂、成本高、电性差的问题。因此为解决现有技术存在的问题，急需提供一种生产工艺简单的复合铜箔。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出一种铜-碳-铜结构复合铜箔及其制备方法和应用。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术第一方面提供了一种铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，包括以下制备步骤：
4、(1)将表面经过处理的金属箔放入生箔槽中双面沉积铜箔，即得到带可剥离载体的双面光铜箔；
5、(2)在2片带可剥离载体的双面光铜箔的毛面分别均匀地涂覆石墨粘结剂，将涂覆了石墨粘结剂的带可剥离载体的铜箔分别记为第一铜箔和第二铜箔；
6、(3)在第一铜箔涂覆了石墨粘结剂的面上均匀地涂覆石墨浆料，得到载体-铜箔-石墨中间体；
7、(4)将载体-铜箔-石墨中间体的
8、(5)对得到的铜-碳-铜结构复合铜箔进行抗氧化的钝化处理，即可。
9、在一些实施方式中，步骤(1)中，金属箔选自钛箔、铝箔、不锈钢箔中的任意一种。
10、在一些实施方式中，步骤(1)中，生箔槽槽液成分为硫酸铜60-120g/l、硫酸80-150g/l、氯离子10-20ppm和有机添加剂10-500mg/l。
11、在一些实施方式中，有机添加剂为含有巯基或胺基的添加剂，选自3-巯基-1-丙烷磺酸钠、二硫二丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠、季胺盐、二胺基脲聚合物中的至少一种，用于改善铜离子沉积，细化晶粒。
12、需要说明的是，金属箔使用前需经过表面处理，包括以下步骤：
13、取厚度为0.1-0.3mm的金属箔进行机械抛磨至表面粗糙度ra为0.2-0.4μm，以上述金属箔为阳极，等宽金属板为阴极，进行阳极氧化处理。氧化液包括10g/l草酸、200g/l的98wt％硫酸、30g/l氨三乙酸，其余为水。在电压为20-50v的恒压模式下进行阳极氧化处理2-3min；
14、将上述经过氧化处理后的金属箔放入生箔槽中沉积极薄铜箔，在一些实施方式中，槽液成分为硫酸铜60-120g/l、硫酸80-150g/l、氯离子10-20ppm和10-500mg/l有机添加剂，电流密度为20-60asd制备得到带金属箔的双面光铜箔。
15、需要说明的是，本专利技术使用金属箔预氧化处理镀极薄金属-铜层，可以得到零针孔的铜箔，相比于pet/pp复合铜箔中在高分子基材上的真空溅射，蒸镀、离子镀等方式，对金属箔进行氧化预处理可以改善因金属箔与铜箔结合力过高导致揭除时发生翘曲，具有效率高、成本低，金属箔可循环使用的优点。
16、在一些实施方式中，步骤(1)中，双面光铜箔厚度为1.0-2.5μm。
17、在一些实施方式中，步骤(2)中，石墨粘结剂选自聚偏氟乙烯改性粘结剂(pvdf)、羧甲基纤维素钠交联改性粘结剂(cmc)、聚丙烯酸改性粘结剂、海藻酸钠粘结剂中的至少一种。
18、在一些实施方式中，步骤(3)中，石墨浆料的涂覆厚度为1.0-2.0μm。
19、需要说明的是，抗氧化钝化处理为电沉积三氧化铬cro3或电沉积ni-mo，抗氧化钝化处理的镀层的粗糙度ra≤0.3μm。
20、电沉积cro3工艺参数：电流密度为1.0-10.0a/dm2，镀液选自三氧化铬、葡萄糖、bta、edta、三乙醇胺、去离子水中的至少一种，镀液温度为30-35℃，镀液浓度为1.0-40.0g/l，电沉积时间为2-10s。
21、电沉积ni-mo工艺参数：镀液包括浓度为7.0-13.0g/l的ni2+，浓度为0.1-7.0g/l的mo6+，浓度为48-70g/l的p2o74-，浓度为5-10g/l的nh4+，用25％氨水调节镀液的ph至8-12，添加剂浓度范围为0-0.6g/l，添加剂包括1,4-丁炔二醇、糖精钠、十二烷基硫酸钠、2,5-二甲基己炔二醇、苯磺酰胺，电流密度0.2-5.0a/dm2，电沉积时间为2-60s。
22、在一些实施方式中，铜-碳-铜结构复合铜箔的厚度为3.0-6.0μm。
23、本专利技术第二方面在于提供铜-碳-铜结构复合铜箔。
24、本专利技术第三方面在于提供铜-碳-铜结构复合铜箔在制备集流体或复合集流体中的应用。
25、制备集流体或复合集流体步骤为对铜-碳-铜结构复合铜箔进行部分石墨涂布，将结构体进行绕卷折叠，得到复合集流体，石墨涂布厚度为0.5-1.0μm。
26、需要说明的是，制备集流体或复合集流体时对铜箔-石墨-铜箔结构复合铜箔的部分区域进行石墨涂布，涂布区域与不涂布区域间隔交错分布，两者区域面积一致，未涂布区域作为绕卷后的外表面，此处石墨涂布厚度为步骤s3涂敷石墨浆料厚度的一半，以保证绕卷后石墨层的厚度一致，完成间隔涂布后将结构体进行绕卷折叠，得到集流体或复合集流体。
27、本专利技术包括以下有益效果：
28、(1)本专利技术提供的铜-碳-铜结构复合铜箔相比传统电解铜箔，质量至少减轻一半，因此具有质量轻的突出优势，相比于现有的pet/pp/pi复合铜箔，具有导电性更优的优势。
29、(2)本专利技术提供的铜-碳-铜结构复合铜箔与最终电芯中使用的集流体结构相同，通过涂布石墨、绕卷、折叠就能得到最终的复合集流体，具有工艺简单的明显优点。
30、(3)本专利技术提供的制备方法相比于传统铜箔制备和石墨涂布分开的工序，具有连续制备减少生产成本，降低能源损耗，减少铜箔因分切、复卷等过程产生的断裂问题，大大减小了涂布的难度。
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1.一种铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，金属箔选自钛箔、铝箔、不锈钢箔中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，生箔槽槽液包括硫酸铜60-120g/L、硫酸80-150g/L、氯离子10-20ppm和有机添加剂10-500mg/L。
4.根据权利要求3所述的铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述有机添加剂选自3-巯基-1-丙烷磺酸钠、二硫二丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠、季胺盐、二胺基脲聚合物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，双面光铜箔厚度为1.0-2.5μm。
6.根据权利要求1所述的铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，石墨粘结剂选自聚偏氟乙烯改性粘结剂、羧甲基纤维素钠交联改性粘结剂、聚丙烯酸改性粘结剂、海藻酸钠粘结
7.根据权利要求1所述的铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，石墨浆料的涂覆厚度为1.0-2.0μm。
8.根据权利要求1所述的铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，铜-碳-铜结构复合铜箔的厚度为3.0-6.0μm。
9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的铜-碳-铜结构复合铜箔。
10.权利要求9所述的铜-碳-铜结构复合铜箔在制备集流体或复合集流体中的应用，其特征在于，对铜-碳-铜结构复合铜箔进行石墨涂布，石墨涂布厚度为0.5-1.0μm。
...【技术特征摘要】
1.一种铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，金属箔选自钛箔、铝箔、不锈钢箔中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，生箔槽槽液包括硫酸铜60-120g/l、硫酸80-150g/l、氯离子10-20ppm和有机添加剂10-500mg/l。
4.根据权利要求3所述的铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述有机添加剂选自3-巯基-1-丙烷磺酸钠、二硫二丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠、季胺盐、二胺基脲聚合物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的铜-碳-铜结构复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，双面光铜箔厚度为1.0-...
【专利技术属性】
技术研发人员：盛银莹，单大勇，王俭秋，韩恩厚，
申请(专利权)人：广东腐蚀科学与技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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