[发明专利]一种高弹性模量锂电铜箔的生产工艺

说明书

本发明涉及一种高弹性模量锂电铜箔的生产工艺，属于锂电铜箔技术领域，包括以下步骤：步骤S1、将原料铜在硫酸溶液中溶解形成溶解液，过滤除杂后与复合添加剂混合，得到电解液；其中，复合添加剂包括胶原蛋白、聚乙二醇、醇硫基丙烷磺酸钠和己基苄基胺盐；步骤S2、将电解液加入到生箔机中，电镀后得到铜箔初品；步骤S3、将铜箔初品采用直流电沉积工艺进行表面处理，收卷后，得到高弹性模量锂电铜箔。本发明通过在电解液中添加复合添加剂，改善了锂电铜箔的微观晶粒，使得锂电铜箔的晶粒尺寸减小、光亮度增加，提升了锂电铜箔的抗拉强度和延伸率，获得了高弹性模量的锂电铜箔。

技术领域

本发明属于锂电铜箔技术领域，具体地，涉及一种高弹性模量锂电铜箔的生产工艺。

背景技术

随着新能源行业的发展，动力电池的生产要求越来越高，考虑安全性、电池密度等指标，对锂电铜箔的要求也越来越高，锂电铜箔的抗拉强度、延伸率、面密度等都有新的要求。动力电池在使用过程中受热膨胀，若锂电铜箔抗拉强度高，则受热时不容易出现断裂。锂电铜箔拉伸过程会出现弹性变形与塑性变形，其中塑性变形是不可逆的，因此为了提升锂电铜箔的抗拉强度，需要改善锂电铜箔的微观结构，提升锂电铜箔的弹性模量，提高锂电铜箔在有限的弹性变形内的最大力。

目前经过常规生产工艺制得的锂电铜箔的常温弹性模量为34-36kgf/mm²，延伸率为6-9％，形变0.8％处抗拉强度在300MPa左右；其毛面的微观形貌如图1-图3所示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高弹性模量锂电铜箔的生产工艺，通过在电解液中添加复合添加剂改变锂电铜箔的微观晶粒，使得锂电铜箔的晶粒尺寸减小、光亮度增加，从而提升了锂电铜箔的抗拉强度和延伸率，解决了背景技术中存在的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高弹性模量锂电铜箔的生产工艺，包括以下步骤：

步骤S1、配置电解液：将原料铜加入含有硫酸溶液的溶铜罐中形成溶解液，将溶解液过滤除杂后与复合添加剂混合，得到电解液；所述复合添加剂包括胶原蛋白、聚乙二醇、醇硫基丙烷磺酸钠和己基苄基胺盐；

步骤S2、制备铜箔初品：将步骤S1制得的电解液加入到生箔机的阳极槽内，通电后，铜单质在阴极辊上沉积，得到铜箔初品；

步骤S3、表面处理：将步骤S2制得的铜箔初品采用直流电沉积工艺进行表面处理，收卷后，得到高弹性模量锂电铜箔。

进一步地，所述原料铜为铜线，铜线的含铜量高且具有较大的表面积，能够增加与硫酸的接触面积，加快原料铜的溶解。

进一步地，所述电解液中硫酸浓度为100-120g/L，铜离子浓度为85-95g/L，氯离子浓度为25-30mg/L，电解液温度为53-54℃。

进一步地，所述电解液中胶原蛋白浓度为5-10mg/L，聚乙二醇浓度为1-3mg/L，醇硫基丙烷磺酸钠浓度为1-4mg/L，己基苄基胺盐浓度为10-30mg/L；以胶原蛋白作为整平剂、聚乙二醇作为润湿剂、醇硫基丙烷磺酸钠作为晶粒细化剂、己基苄基胺盐作为强整平剂，四种添加剂相互配合，促进产生更多的铜箔晶核，使得铜箔的晶粒细小且平整，提高锂电铜箔的抗拉强度和延伸率。

进一步地，步骤S2中生箔机的电极电流密度为20-30kA/m²。

进一步地，所述表面处理包括但不限于酸化处理、粗化处理、固化处理、耐热处理、防氧化处理和表面活性剂处理；通过表面处理能够进一步提高锂电铜箔的理化性能。

本发明的有益效果：