CN103276416A - 一种电解铜箔用添加剂及电解铜箔的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种电解铜箔用添加剂双光锂离子电池用电解铜箔生产工艺，该添加剂为含有光亮剂SPS和胶原蛋白的水溶液，其中光亮剂SPS的浓度为5－15g/l，胶原蛋白的浓度为1－10g/l，生产工艺按下述步骤进行：1）将经过退火除去杂质后的原材料铜杆送至溶铜罐中，将硫酸溶液喷淋到铜板上使其溶解生成硫酸铜电解液，调节硫酸铜电解液中的离子含量；2）将上述处理好的硫酸铜电解液经过滤后送至净液槽，在净液槽中添加所述的电解铜箔用添加剂，然后将添加有添加剂的硫酸铜电解液转至电解槽内进行电解生箔；3）将上述电解出来的铜箔在防氧化槽内进行防氧化处理从而在表面电镀形成防氧化层，然后切边获得半成品，再经检查包装后得到铜箔成品。
Description
技术领域
本发明属于电解铜箔生产技术领域，具体涉及一种电解铜箔用添加剂及双光锂离子电池用电解铜箔生产工艺。
背景技术
近年来随着便携式电子产品的迅速发展及大型锂离子绿色动力电池的使用，促使锂电池工业发展迅猛，使得作为锂电池负极材料使用的电解铜箔迎来了新的发展机遇。但是，锂电池用箔的特性使其对添加剂的种类、配比及品质要求非常苛刻。目前国内生产电池箔厂家使用添加剂多为韩国、德国等国外进口添加剂，使用种类多（至少4种）且配比复杂，成本高，供货周期长，极大地限制了电解铜箔的生产。
此外，由于双面光电解铜箔的特性使得其生产困难，尤其超薄6μm的生产，极易产生撕边且超过300米后收卷有竖纹缺陷，这样就要求加入特殊且种类较多的添加剂，生产工艺的正常控制十分不易。因此，要保证整个生产系统的稳定性，就需要不断研发新的添加剂及生产工艺来克服此弊端。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种成本较低电解铜箔用添加剂，且生产出来的电解铜箔性能指标满足市场要求，同时提供一种采用上述添加剂，加工成本较低的双光锂离子电池用电解铜箔生产工艺。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为，一种电解铜箔用添加剂，其特征在于：该添加剂为含有聚二硫二丙烷磺胺钠SPS和胶原蛋白的水溶液，其中光亮剂SPS的浓度为5－15g/l，胶原蛋白的浓度为1－10g/l。
所述添加剂中光亮剂SPS的浓度为10g/l，胶原蛋白的浓度为4g/l时，效果较佳。
所述胶原蛋白的分子量为3000-7000。
电解铜箔用添加剂的制备双光锂离子电池用电解铜箔的生产工艺，包括溶铜制液、电解生箔和防氧化处理步骤，其特征在于，在电解生箔步骤，向溶铜制液步骤得到的硫酸铜电解液添加所述的电解铜箔用添加剂。
所述生产工艺中的控制条件可以是：溶铜制液步骤所得硫酸铜电解液中的铜离子含量为75g/L，H2SO4浓度65g/L，氯离子含量12ppm，温度40℃；电解生箔步骤中光亮剂SPS溶液和胶原蛋白溶液的流量分别为80ml/min、40ml/min，控制电解生箔的工艺条件为电流密度65A/m2，阴极辊线速度4m/min，电解槽内硫酸铜电解液的流量为35m3/h。
所述生产工艺中的控制条件可以是：溶铜制液步骤所得硫酸铜电解液中的铜离子含量为100g/L，H2SO4浓度90g/L，氯离子含量30ppm，温度45℃；电解生箔步骤中光亮剂SPS溶液和胶原蛋白溶液的流量分别为100ml/min、60ml/min，控制电解生箔的工艺条件为电流密度40A/m2，阴极辊线速度6m/min，电解槽内硫酸铜电解液的流量为20m3/h。
所述生产工艺中的控制条件可以是：溶铜制液步骤所得硫酸铜电解液中的铜离子含量为50g/L，H2SO4浓度110g/L，氯离子含量20ppm，温度50℃；电解生箔步骤中光亮剂SPS溶液和胶原蛋白溶液的流量分别为60ml/min、25ml/min，控制电解生箔的工艺条件为电流密度95A/m2，阴极辊线速度8m/min，电解槽内硫酸铜电解液的流量为50m3/h。
所述生产工艺中的控制条件可以是，所述防氧化处理在防氧化槽内进行，防氧化槽内配置防氧化溶液，并控制参数满足工艺要求。
利用上述生产工艺，制备得到的双光锂离子电池用电解铜箔的技术指标如下：名义厚度6μm；单位面积重量为55±2g/m2；毛面粗糙度（Rz）为1.0－2.0μm；毛面亮度为80－350光泽单位；抗拉强度为280－350MPa；延伸率为3-10%。因为本发明的添加剂成本较低，并且生产出来的电解铜箔性能指标满足市场要求，减少了生产电解铜箔的成本。
附图说明
图1为采用本发明添加剂及生产工艺实施例2中制备的电解铜箔M面放大500倍的电镜照片；
图2为采用本发明添加剂及生产工艺实施例2中制备的电解铜箔S面放大500倍的电镜照片。
具体实施方式
以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
一种电解铜箔用添加剂，该添加剂为含有光亮剂SPS和胶原蛋白的水溶液，添加剂中光亮剂SPS的浓度为10g/l，胶原蛋白的浓度为4g/l，选用的胶原蛋白的分子量为3000-7000。采用上述添加剂制备双光锂离子电池用电解铜箔的生产工艺，其包括如下步骤：
1）溶铜制液：将经过退火除去杂质后的原材料铜杆送至溶铜罐中，将硫酸溶液喷淋到铜板上使其溶解生成硫酸铜电解液，调节硫酸铜电解液中的铜离子含量为75g/L，H2SO4浓度65g/L，氯离子含量12ppm，温度40℃；
2）电解生箔：将上述处理好的硫酸铜电解液经过滤后送至净液槽，在净液槽中按比例添加添加剂（即分别加入SPS溶液和胶原蛋白溶液，控制光亮剂SPS溶液的流量为80ml/min，胶原蛋白溶液的流量为40ml/min），然后将添加有添加剂的硫酸铜电解液转至电解槽内进行电解生箔；控制电解生箔的工艺条件为电流密度65A/m2，阴极辊线速度4m/min，电解槽内添加有添加剂的硫酸铜电解液的流量为35m3/h；
3）防氧化和切边处理：将上述电解出来的铜箔在防氧化槽内经常规的防氧化处理在表面形成防氧化层，然后切边获得半成品，再经检查包装后得到铜箔成品。
实施例2
一种电解铜箔用添加剂，该添加剂为含有光亮剂SPS和胶原蛋白的水溶液，添加剂中SPS的浓度为10g/l，胶原蛋白的浓度为4g/l，选用的胶原蛋白的分子量为3000-7000。采用上述添加剂制备双光锂离子电池用电解铜箔的生产工艺，其包括如下步骤：
1）溶铜制液：将经过退火除去杂质后的原材料铜杆送至溶铜罐中，将硫酸溶液喷淋到铜板上使其溶解生成硫酸铜电解液，调节硫酸铜电解液中的铜离子含量为100g/L，H2SO4浓度90g/L，氯离子含量30ppm，温度45℃；
2）电解生箔：将上述处理好的硫酸铜电解液经过滤后送至净液槽，在净液槽中按比例添加添加剂（即分别加入SPS溶液和胶原蛋白溶液，控制SPS溶液的流量为100ml/min，胶原蛋白溶液的流量为60ml/min），然后将添加有添加剂的硫酸铜电解液转至电解槽内进行电解生箔；控制电解生箔的工艺条件为电流密度40A/m2，阴极辊线速度6m/min，电解槽内添加有添加剂的硫酸铜电解液的流量为20m3/h；
3）防氧化和切边处理：将上述电解出来的铜箔在防氧化槽内经常规的防氧化处理在表面形成防氧化层，然后切边获得半成品，再经检查包装后得到铜箔成品。
实施例3
一种电解铜箔用添加剂，该添加剂为含有光亮剂SPS和胶原蛋白的水溶液，添加剂中光亮剂SPS的浓度为10g/l，胶原蛋白的浓度为4g/l，选用的胶原蛋白的分子量为3000-7000。采用上述添加剂制备双光锂离子电池用电解铜箔的生产工艺，其包括如下步骤：
1）溶铜制液：将经过退火除去杂质后的原材料铜杆送至溶铜罐中，将硫酸溶液喷淋到铜板上使其溶解生成硫酸铜电解液，调节硫酸铜电解液中的铜离子含量为50g/L，H2SO4浓度110g/L，氯离子含量20ppm，温度50℃；
2）电解生箔：将上述处理好的硫酸铜电解液经过滤后送至净液槽，在净液槽中按比例添加添加剂（即分别加入光亮剂SPS溶液和胶原蛋白溶液，控制光亮剂SPS溶液的流量为60ml/min，胶原蛋白溶液的流量为25ml/min），然后将添加有添加剂的硫酸铜电解液转至电解槽内进行电解生箔；控制电解生箔的工艺条件为电流密度95A/m2，阴极辊线速度8m/min，电解槽内添加有添加剂的硫酸铜电解液的流量为50m3/h；
3）防氧化和切边处理：将上述电解出来的铜箔在防氧化槽内经常规的防氧化处理在表面形成防氧化层，然后切边获得半成品，再经检查包装后得到铜箔成品。
实施例1至3所得电解铜箔成品的物理性能见下表，
由表中可看出所得铜箔成品的性能达到指定要求，该类铜箔可作为锂电池专用铜箔。
Claims (8)
1.一种电解铜箔用添加剂，其特征在于：该添加剂为含有聚二硫二丙烷磺胺钠SPS和胶原蛋白的水溶液，其中聚二硫二丙烷磺胺钠SPS的浓度为5－15g/l，胶原蛋白的浓度为1－10g/l。
2.如权利要求1所述的一种电解铜箔用添加剂，其特征在于：所述添加剂中聚二硫二丙烷磺胺钠SPS的浓度为10g/l，胶原蛋白的浓度为4g/l。
3.如权利要求1所述的一种电解铜箔用添加剂，其特征在于：所述胶原蛋白的分子量为3000-7000。
4.一种利用权利要求1－3任意一项所述的电解铜箔用添加剂的制备双光锂离子电池用电解铜箔的生产工艺，包括溶铜制液、电解生箔和防氧化处理步骤，其特征在于，在电解生箔步骤，向溶铜制液步骤得到的硫酸铜电解液添加所述的电解铜箔用添加剂。
5.如权利要求4所述的双光锂离子电池用电解铜箔的生产工艺，其特征在于：溶铜制液步骤所得硫酸铜电解液中的铜离子含量为75g/L，H2SO4浓度65g/L，氯离子含量12ppm，温度40℃；电解生箔步骤中聚二硫二丙烷磺胺钠SPS溶液和胶原蛋白溶液的流量分别为80ml/min、40ml/min，控制电解生箔的工艺条件为电流密度65A/m2，阴极辊线速度4m/min，电解槽内硫酸铜电解液的流量为35m3/h。
6.如权利要求4所述的双光锂离子电池用电解铜箔的生产工艺，其特征在于：溶铜制液步骤所得硫酸铜电解液中的铜离子含量为100g/L，H2SO4浓度90g/L，氯离子含量30ppm，温度45℃；电解生箔步骤中光亮剂SPS溶液和胶原蛋白溶液的流量分别为100ml/min、60ml/min，控制电解生箔的工艺条件为电流密度40A/m2，阴极辊线速度6m/min，电解槽内硫酸铜电解液的流量为20m3/h。
7.如权利要求4所述的双光锂离子电池用电解铜箔的生产工艺，其特征在于：溶铜制液步骤所得硫酸铜电解液中的铜离子含量为50g/L，H2SO4浓度110g/L，氯离子含量20ppm，温度50℃；电解生箔步骤中光亮剂SPS溶液和胶原蛋白溶液的流量分别为60ml/min、25ml/min，控制电解生箔的工艺条件为电流密度95A/m2，阴极辊线速度8m/min，电解槽内添加有添加剂的硫酸铜电解液的流量为50m3/h。
8.如权利要求4所述的一种双光锂离子电池用电解铜箔的生产工艺，其特征在于：所述防氧化处理在防氧化槽内进行，防氧化槽内配置防氧化溶液，并控制参数满足工艺要求。
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