[发明专利]一种用于制备锂电铜箔的电解液及生产工艺

说明书

本发明公开了一种用于制备锂电铜箔的电解液及生产工艺，该电解液包括主电解液和添加剂，主电解液为硫酸铜‑硫酸水溶液，添加剂包括氯离子、A剂、B剂、C剂，A剂为含低价硫的烷基磺酸盐，B剂为含氮天然高分子化合物或含氮合成高分子化合物，C剂为穴醚类化合物。该生产工艺采用的电流密度为30‑85A/dm²。该电解液通过采用的特定的添加剂及其配比优化，可以有效控制晶粒的生长，获得致密的铜箔，以该电解液及生产工艺制备的铜箔，具有高抗拉强度、高延伸率；该电解液及生产工艺尤其适用于生产6微米超薄铜箔，制备的铜箔机械性能优良，颜色、光亮度稳定易控。

技术领域

本发明涉及锂电铜箔制备技术领域，具体来说，涉及一种制备锂电铜箔的电解液及生产工艺。

背景技术

随着新一代电动汽车的快速发展，汽车对动力源的要求越来越高。锂离子二次电池凭借优良的性能，已经成为新一代电动汽车的理想动力源。电解铜箔是制造锂离子电池的必备基础材料。目前，高端锂电铜箔都要求具有高抗拉强度、高延展性，并具有超薄的特点。随着锂离子二次电池对铜箔的物理性能要求越来越高，锂电铜箔制备的工艺要求也越来越高。其中，电解液添加剂的使用是锂电铜箔制备工艺的核心环节，添加剂配方好坏往往决定铜箔性能优良与否。

一般锂电铜箔添加剂配方都需要包括三个主要部分，即光亮剂、整平剂和走位剂，相互配合，从而获得具有优良力学性能的电解铜箔。光亮剂，是促进铜箔毛面迅速起光亮的一类添加剂，多为一些含硫有机化合物；整平剂，是促进铜箔晶粒面心生长的一类剂，如不同分子量蛋白；走位剂，顾名思义，是帮助其它功能添加剂“走”到阴极辊表面各处的一类辅助添加剂，如聚醚类添加剂。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种用于制备锂电铜箔的电解液及生产工艺，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于制备锂电铜箔的电解液，包括主电解液和添加剂，主电解液为硫酸铜-硫酸水溶液，添加剂包括氯离子、A剂、B剂、C剂，A剂为含低价硫的烷基磺酸盐，B剂为含氮天然高分子化合物或含氮合成高分子化合物，C剂为穴醚类化合物，电解液中氯离子、A剂、B剂、C剂的含量分别为30-100mg/L、15-60mg/L、10-70mg/L、5-100mg/L，电解液中铜离子浓度为50-100g/L，电解液中硫酸含量为80-140g/L。

优选地，所述A剂为三甲基甲酰胺基磺酸钠(TPS)、噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠(SH110)、苯基聚二硫丙烷磺酸钠(BSP)中的一种或两种以上。

优选地，所述B剂为明胶、胶原蛋白、聚乙烯亚胺、四氢噻唑硫酮中的一种或两种以上。

优选地，所述C剂为穴醚[2,1,1]，穴醚[2,2,1]，穴醚[2,2,2]，穴醚[3,2,2]，穴醚[3,3,2]，穴醚[3,3,3]中的一种或两种以上。

优选地，电解液中氯离子、A剂、B剂、C剂的含量分别为40-70mg/L、35-60mg/L、25-50mg/L、15-70mg/L，电解液中铜离子浓度为70-90g/L，电解液中硫酸含量为95-120g/L。

根据本发明的另一方面，提供了一种采用上述电解液制备锂电铜箔的生产工艺，包括如下步骤：

(1)将金属铜单质加入含有硫酸的溶铜罐中，用螺杆风机鼓入高温空气，将铜溶解制备主电解液，主电解液经多级过滤后与添加剂溶液混合得到电解液；电解液经换热器换热到一定温度，打入电解槽；

(2)在一定温度及一定的电流密度下，进行电解制备原箔；

(3)制备的原箔采用常规的铬酐水溶液进行防氧化处理后即为未切割的成品锂电铜箔。

优选地，采用的电流密度为30-85A/dm²，电解实施温度为30-70℃。