[发明专利]一种提高轻薄化铜箔抗拉强度的制造方法

说明书

本发明公开了一种提高轻薄化铜箔抗拉强度的制造方法，该制造方法是将铜溶解后制备主电解液，主电解液经多级过滤后与添加剂溶液混合得到电解液，在30‑100A/dm²的电流密度下进行电解制备原箔，收卷后分切成不同宽幅的成品。本发明的提高轻薄化铜箔抗拉强度的制造方法制造的轻薄化铜箔的抗拉强度及延伸率均取得了良好效果，并且铜箔颜色、光亮度稳定易控，通过采用辛二炔二醇等小分子醇类作为辅助走位剂的方式配制的添加剂明显增加了铜箔的抗拉强度。

技术领域

本发明涉及锂离子电池用轻薄化电解铜箔技术领域，具体来说，涉及一种提高轻薄化铜箔抗拉强度的制造方法。

背景技术

随着国内新能源汽车和电网储能等行业的高速发展，对新一代高安全性、高能量密度和高寿命锂离子电池的需求也在不断增长。铜箔是锂离子电池的负极关键材料，对电池能量密度等性能有重要影响，约占锂电池成本的5％-8％，在当前电池行业提质降本的大背景下，超薄化、高端化是其技术发展和市场需求的关键词。

从技术角度来讲，更薄的锂电铜箔意味着更小的电阻，因此电池的能量密度等性能也将得到提升。而且，锂电铜箔的厚度越小，则相应的电池的重量也将越轻，能够有效降低铜箔原材料成本。所以，未来使用更加轻薄的锂电铜箔是大势所趋。

轻薄化发展的同时，抗拉强度性能的提升也是锂电铜箔未来技术发展的趋势。这是因为在铜箔涂布过程需要承受较大的拉力，模量高的铜箔，刚性大，不易弯曲或断裂。此外，铜箔装入电池以后要承受热胀冷缩带来的压力和拉力，这些均要求铜箔具有较高的抗拉强度。

5μm锂电铜箔使得电池的能量密度进一步提升。此外，其抗拉强度≥450MPa，保证了铜箔在承受较大拉力时，能在瞬间抵抗铜箔形变，这些特性代表了未来铜箔技术发展的新趋势。

在实际生产中，通常需要通过主剂和辅助剂结合的方式，使电解液电解过程中获得细而均匀的晶粒，从而有效提高铜箔的强度和塑性。为获得较高抗拉强度及较低轮廓和表面粗糙度的电解铜箔，需要借助特定的添加剂，不同的添加剂在电沉积的过程中发挥着不同的作用。如整平剂，是一种带正电的阳离子，在铜箔生产过程中，占据钛辊表面的小凸点，促进铜箔表面更加平整；光亮剂，是促进铜箔毛面(M面)迅速起光亮的一类添加剂，可以促进晶粒细化；抑制剂，也叫走位剂，是帮助其它功能添加剂附着在阴极辊表面各处的一类辅助添加剂。不同的添加剂按照不同的比例组合，对铜箔的强度、硬度及平滑感起到至关重要的作用。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种提高轻薄化铜箔抗拉强度的制造方法，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：

一种提高轻薄化铜箔抗拉强度的制造方法，包括如下步骤：

(1)将金属铜单质加入到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特定的添加剂溶液混合得到电解液，电解液经换热器换热到50℃-70℃，打入电解槽，所述添加剂溶液包含A剂、辅助A剂、B剂、辅助B剂、C剂及氯离子，所述A剂为含巯基含氮杂环化合物，所述辅助A剂为巯基咪唑丙烷磺酸钠，所述B剂为有机二价硫化合物，所述辅助B剂为小分子醇类化合物，所述C剂为含氮天然高分子化合物或含氮合成高分子化合物，所述电解液中铜离子、硫酸、氯离子、A剂、辅助A剂、B剂、辅助B剂、C剂的浓度分别为50-100g/L、80-140g/L、20-100mg/L、1-50mg/L、0.5-20mg/L、3-70mg/L、2-10mg/L、5-70mg/L；电解槽阴极为无缝滚筒式钛辊，电解槽阳极为尺寸稳定阳极；

(2)在30-100A/dm²的电流密度下进行电解制备原箔，电解实施温度为50-70℃；

(3)收卷后分切成不同宽幅的成品。