CN101481810B - 高延伸率双面光超薄电解铜箔的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高延伸率双面光超薄电解铜箔的制造方法，(1)电解液中Cu2+含量70～100g/L、H2SO4含量80～150g/L；(2)每小时在每立方米40～60℃的电解液中同时滴加120～240ml a溶液、12～60ml b溶液、12～60ml明胶溶液，拌匀后，电解液流入阳极槽；(3)电解液在电场作用下，在电流密度5000～6500A/m2进行电化学反应，制得高延伸率双面光超薄电解铜箔。本发明的铜箔单位面积重量72～80g/m2、抗拉强度＞380N/mm2、表面粗糙度Ra≤0.20μm、延伸率＞5％、厚度≤9.5μm、毛面光泽度420GU。

Description

高延伸率双面光超薄电解铜箔的制造方法 
技术领域
本发明涉及一种高延伸率双面光超薄电解铜箔的制造方法。 
背景技术
铜箔是生产锂离子电池的关键材料之一，铜箔品质的优劣直接影响到锂离子电池的制作工艺和综合性能。电解铜箔的抗拉强度、延伸性、致密性、表面粗糙度、厚度均匀性及外观质量等对锂离子电池负极电极制作工艺和电池的稳定性等质量性能方面都有直接的影响。双面光电解铜箔是电解铜箔的新产品，主要使用在锂离子二次电池中，现有的双面光电解铜箔毛面粗糙度＞0.2μm、延伸率＜4％，制造的锂离子电池存在体积大、重量重、成本高、电池能量较低的问题。 
发明内容
本发明的目的就是提供一种光面粗糙度与毛面粗糙度Ra≤0.2μm、毛面呈镜面状、延伸率＞5％的双面光超薄电解铜箔的制造方法。 
高延伸率双面光超薄电解铜箔的制造方法：(1)取10～100g苯基聚二硫丙烷磺酸钠、10～100g聚二硫二丙烷磺酸钠、0.1～1g 2-巯基苯骈咪唑、0.1～1g乙烯硫脲加入1立方米去离子水中溶解，得到a溶液；(2)取30～200g分子量为200～6000的聚乙二醇、50～300g十二烷基硫酸钠、质量浓度36％的盐酸2.5～47ml加入1立方米去离子水中溶解，得到b溶液；(3)硫酸铜电解液中铜离子含量70～100g/L、硫酸含量80～150g/L；(4)将硫酸铜电解液加热到40～60℃，每小时在每立方米电解液中同时加入120～240ml a溶液、12～60ml b溶液、12～60ml明胶溶液，经搅拌均匀后，电解液进入阳极槽；(5)电解液在电场作用下，电流密度为5000～6500A/m2，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，进行电化学反应，制成高延伸率双面光超薄电解铜箔。 
所述步骤(1)a溶液中加入0.3～1.5g四氢噻唑硫铜，得到a′溶液。 
所述步骤(2)b溶液中加入150～250g亚甲基二苯磺酸钠得到b′溶液。 
所述步骤(4)中明胶溶液是将100～1000g明胶固体加入到100L 50～80℃的去离子水中，搅拌溶解后，冷却，即得。 
本发明的铜箔单位面积重量为72～80g/m2、抗拉强度＞380N/mm2、表面粗糙度Ra≤0.2μm、延伸率＞5％、实测厚度≤9.5μm、光泽度达到420GU。与同类型铜箔相比，本发明铜箔厚度较薄，可制造大容量锂离子电池的要求；具有较大抗拉强度和延伸率，能增强铜箔的耐折性能，可降低极片断裂等问题的发生率，增加负极的尺寸稳定性和平整性，提高了电池的成品率；具有较小的粗糙度，可降低电池的内阻，增加电池的容量和延长了电池循环使用寿命。 
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但其不代表为本发明的唯一实施方式。 
实施例一 
将定量的去离子水和硫酸从储液罐中抽到装有铜料的溶铜灌中，通入压缩空气进行氧化化合反应，生成硫酸铜溶液，其溶铜的化学反应式为：2Cu+2H2SO4+O2＝2CuSO4+2H2O，控制电解液中Cu2+、H2SO4的浓度达到预定含量。将制得的电解液经过精密过滤和稳定温度后抽到高位槽，稳定液位，在高位槽中同时连续滴加a溶液、b溶液和明胶溶液，充分搅匀后匀速流入电解槽中电解，Cu2+在钛阴极辊上沉积成预定厚度的铜箔后，剥离出来形成原箔，阴极：Cu2++2e→Cu，阳极：2OH--2e→1/2O2↑+H2O，电解液经沉积后，流出电解槽至电解液储罐，其中Cu2+浓度降低，H+浓度升高，在电解液储罐中加入活性炭吸附过量的添加剂。在电解液抽到溶铜罐中时，重复上述的溶铜反应，从而使降低的Cu2+浓度升高，稳定电解液中Cu2+、H2SO4的浓度。如此形成一个连续的电解铜箔生产过程。 
称取10g苯基聚二硫丙烷磺酸钠、10g聚二硫二丙烷磺酸钠、0.1g 2-巯基苯骈咪唑、0.1g乙烯硫脲加入1立方米去离子水中溶解，得到a溶液；取3Og聚乙二醇200、50g十二烷基硫酸钠、质量浓度36％的盐酸2.5ml加入1立方米去离子水中溶解，得到b溶液；将100g明胶固体加入到100L 50℃的去离子水中，充分搅拌溶解后，冷却，得到明胶溶液。Cu2+的含量控制在70g/L、H2SO4的含量控制在80g/L，在40℃下进行电解，每小时在每立方米硫酸铜电解液中同时加入以上制得的120ml a溶液、12ml b溶液、12ml明胶溶液，在电流密度为500OA/m2，制成高延伸率双面光超薄电解铜箔。 
本发明制造的双面光超薄电解铜箔经检测：单位面积重量72～80g/m2、 厚度9.2～9.5μm、毛面粗糙度Ra 0.18～0.2μm、毛面光泽度250GU、抗拉强度380N/mm2、延伸率5.2～6％。 
实施例二 
取100g苯基聚二硫丙烷磺酸钠、100g聚二硫二丙烷磺酸钠、1g 2-巯基苯骈咪唑、1g乙烯硫脲加入1立方米去离子水中溶解，得到a溶液；取200g聚乙二醇2000、300g十二烷基硫酸钠、质量浓度36％的盐酸47ml加入1立方米去离子水中溶解，得到b溶液；将400g明胶固体加入到100L 60℃的去离子水中，充分搅拌溶解后，冷却，得到明胶溶液。硫酸铜电解液中铜离子含量100g/L、硫酸含量150g/L；将硫酸铜电解液加热到60℃，每小时在每立方米电解液中同时加入240ml a溶液、60ml b溶液、60ml明胶溶液，在电流密度为6500A/m2进行电化学反应，制成高延伸率双面光超薄电解铜箔。 
本发明制造的双面光超薄电解铜箔经检测：单位面积重量72～80g/m2、厚度9～9.3μm、毛面粗糙度Ra 0.15～0.17μm、毛面光泽度400GU、抗拉强度400N/mm2、延伸率6～7％。 
实施例三 
取10g苯基聚二硫丙烷磺酸钠、10g聚二硫二丙烷磺酸钠、0.1g 2-巯基苯骈咪唑、0.11g乙烯硫脲、0.3g四氢噻唑硫铜加入1立方米去离子水中溶解，得到a′溶液；取30g聚乙二醇分子量4000、350g十二烷基硫酸钠、质量浓度36％的盐酸2.5ml加入1立方米去离子水中溶解，得到b溶液；将700g明胶固体加入到100L 70℃的去离子水中，充分搅拌溶解后，冷却，得到明胶溶液。硫酸铜硫酸电解液中铜离子含量70g/L、硫酸含量80g/L；将电解液加热到40℃，每小时在每立方米电解液中同时加入240ml a′溶液、60ml b溶液、60ml明胶溶液，在电流密度为6500A/m2下进行电化学反应，制成高延伸率双面光超薄电解铜箔。 
本发明制造的双面光超薄电解铜箔经检测：单位面积重量72～80g/m2、厚度8.9～9.2μm、毛面粗糙度Ra 0.15～0.16μm、毛面光泽度410GU、抗拉强度400N/mm2、延伸率6～7％。 
实施例四 
取100g苯基聚二硫丙烷磺酸钠、100g聚二硫二丙烷磺酸钠、1g 2-巯基苯骈咪唑、1g乙烯硫脲、1.5g四氢噻唑硫铜加入1立方米去离子水中溶解，得到a′溶液；取200g聚乙二醇分子量6000、300g十二烷基硫酸钠、质量浓度36％的盐酸47ml、200g亚甲基二苯磺酸钠加入1立方米去离子水中溶解，得到b′溶液；将1000g明胶固体加入到100L 80℃的去离子水中，充分搅拌溶解后，冷却，得到明胶溶液。硫酸铜电解液中铜离子含量100g/L、硫酸含量150g/L；将电解液加热到60℃，每小时在每立方米电解液中同时加入240ml a′溶液、60ml b′溶液、60ml明胶溶液，在电流密度为6500A/m2下进行电化学反应，制成高延伸率双面光超薄电解铜箔。
本发明制造的双面光超薄电解铜箔经检测：单位面积重量72～80g/m2、厚度8.8～9.1μm、毛面粗糙度Ra＝0.14～0.16μm、毛面光泽度420GU、抗拉强度420N/mm2、延伸率6～7.5％。 

Claims (3)

1.一种高延伸率双面光超薄电解铜箔的制造方法，其特征在于：
(1)取10～100g苯基聚二硫丙烷磺酸钠、10～100g聚二硫二丙烷磺酸钠、0.1～1g 2-巯基苯骈咪唑、0.1～1g乙烯硫脲加入1立方米去离子水中溶解，得到a溶液；
(2)取30～200g分子量为200～6000的聚乙二醇、50～300g十二烷基硫酸钠、质量浓度36％的盐酸2.5～47ml加入1立方米去离子水中溶解，得到b溶液；
(3)硫酸铜电解液中铜离子含量70～100g/L、硫酸含量80～150g/L；
(4)将硫酸铜电解液加热到40～60℃，每小时在每立方米硫酸铜电解液中同时加入120～240mla溶液、12～60mlb溶液、12～60ml明胶溶液，拌匀后，电解液进入阳极槽；
(5)电解液在电场作用下，电流密度为5000～6500A/m2，进行电化学反应，制成高延伸率双面光超薄电解铜箔。
2.根据权利要求1所述高延伸率双面光超薄电解铜箔的制造方法，其特征在于步骤(1)中a溶液中加入0.3～1.5g四氢噻唑硫铜，得到a′溶液替代a溶液。
3.根据权利要求1所述高延伸率双面光超薄电解铜箔的制造方法，其特征在于步骤(4)中明胶溶液是将100～1000g明胶固体加入到100L 50～80℃的去离子水中，搅拌溶解后，冷却，即得。
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