[发明专利]一种方波电化学蚀刻制备多孔铜箔的方法

说明书

本发明公开了一种方波电化学蚀刻制备多孔铜箔的方法。所述方法包括：至少以作为工作电极的无孔铜箔与对电极以及蚀刻液构建电化学反应体系，所述蚀刻液采用包含强酸和弱酸的酸性水溶液，其中弱酸成分能够对金属铜的晶面进行保护，而所述强酸能够蚀刻金属铜；采用方波电蚀刻法，通过对所述工作电极施加方波电位，实现对所述无孔铜箔的方波电化学蚀刻，从而获得多孔铜箔。本发明利用弱酸可吸附在金属铜某些晶面上并形成保护的特点，同时混以起主要蚀刻作用的强酸，在铜箔表面达到选择性蚀刻的目的，采用方波电蚀刻法可通过控制工艺参数得到孔径较小的多孔铜箔，其孔径分布均匀，外观形貌良好；并且，该方法简单易操作，所获产品质量稳定性较高。

技术领域

本发明涉及多孔铜箔的制备，尤其涉及一种通过方波电化学蚀刻制备多孔铜箔的方法，属于铜箔制备技术领域。

背景技术

铜箔作为锂电池领域重要的负极材料，在新能源经济蓬勃兴起的今天得到重要的发展机遇。与传统光面铜箔相比，多孔铜箔可解决锂离子电池工作时产生的枝晶问题，同时也可缓解负极材料嵌锂时发生的体积膨胀问题。

传统的多孔铜箔制备方法中使用最多的为模板法。模板法首先对阴极辊进行表面处理，在阴极表面塑造大量绝缘点，这些点在电解过程中不会产生金属铜沉积，最终得到的铜箔为多孔状。在所报道的文献中，这种方法的缺点是模板法的阴极表面处理方式通常并不会稳定，需要耗费大量精力进行修复和维护。另有一种通过机械加工在铜箔表面冲孔制造多孔铜箔的方式，但是这种方式得到的铜箔孔径通常大于500微米，在应用于锂电池时会发生漏料现象。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种方波电化学蚀刻制备多孔铜箔的方法，从而克服现有技术的不足。

为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种方波电化学蚀刻制备多孔铜箔的方法，其包括：

至少以作为工作电极的无孔铜箔与对电极以及蚀刻液构建电化学反应体系，所述蚀刻液采用包含强酸和弱酸的酸性水溶液，其中弱酸成分能够对金属铜的晶面进行保护，而所述强酸能够蚀刻金属铜；

采用方波电蚀刻法，通过对所述工作电极施加方波电位，实现对所述无孔铜箔的方波电化学蚀刻，从而获得多孔铜箔。

在一些优选实施例中，所述强酸包括硫酸、盐酸和硝酸等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。

在一些优选实施例中，所述弱酸包括磷酸、柠檬酸、醋酸和抗坏血酸等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。

在一些优选实施例中，所述方波电蚀刻法采用的工艺条件包括：所述方波电位的电位上限为0.2～6.3V，电位下限为-5.5～2.6V，频率为0.01～1000Hz。

较之现有技术，本发明的有益效果至少在于：

1)本发明提供的通过方波电化学蚀刻制备多孔铜箔的方法，利用弱酸可吸附在金属铜某些晶面上并形成保护的特点，同时混以起主要蚀刻作用的强酸，在铜箔表面达到选择性蚀刻的目的，采用方波电蚀刻法制备出多孔铜箔；

2)与传统方法相比，本发明采用方波电蚀刻法可通过控制工艺参数得到孔径较小的多孔铜箔，其孔径分布均匀，外观形貌良好；并且，该方法简单易操作，工艺运行稳定，所用装置易于维护，得到的产品质量稳定性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1和图2是本发明实施例1所制备的多孔铜箔产品的表面SEM图片。

具体实施方式