CN103436929B - 电解铜箔用添加剂、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电解铜箔用添加剂，其由如下重量比的原料组分制成：a-萘酚醌烷4.0～6.0：乙撑硫脲1.0～2.0：聚乙二醇1.0～3.0。本发明还公开了该电解铜箔用添加剂制备方法。还公开了该电解铜箔用添加剂的应用。本发明提供的制备方法，其工艺紧凑，成本低，反应时间短；本发明添加剂及其配比可以减低电解铜箔毛面粗糙度、增加晶粒的结晶密度、并增加了抗拉强度、抗剥离强度。通过合理添加本发明添加剂，使得制备的铜箔，其质量可达：毛面粗糙度为Rz<2μm，光面粗糙度为Ra<0.35μm，厚度为6±1μm，面密度为57±1.5g/m2，常温抗拉强度>30kg/mm2，常温延伸率>2％。
Description
技术领域
本发明涉及电解铜制造技术领域，具体涉及用于制备锂离子电池负极集流体电解铜箔的添加剂、制备方法及其应用。
背景技术
电解铜箔作为电子基础材料，主要用于印刷线路板PCB上，但随着90年代初日本索尼开发成功锂离子电池，电解铜箔的另一用途即锂离子负极集流体。锂离子电池主要用于笔记本电脑、手机、数码像机、MP3等电子产品。
目前锂电池已逐步向电动自行车、电动汽车等领域拓展，新能源汽车的发展被各国提到前所未有的高度，作为核心部件的动力锂电池拥有巨大的市场增长空间，且负极集流体电解铜箔的厚度要求小于10μm以下，以增大单位体积、质量锂电池的容量。
锂电池的负极集流体由铜箔制造,铜箔在锂电池内既当负极碳粉材料的载体,又充当电子收集与传输体,因此锂电池在发展初期,选择压延铜箔来制作电池负极集流体，随着锂电池生产技术的进步和电解铜箔质量的提高,目前国外大部分锂电池厂家都采用电解铜箔制作电池集流体。
近年来国产电解铜箔替代进口铜箔在锂电池上应用的技术研究工作已取得突破性进展。添加剂对电解铜箔的貌态及组织结构起到很大的影响。
目前用于生产电解铜箔的添加剂有：1.无机添加剂，比如含砷、锑的无机添加剂，用于加大阴极极化和抑制金属异常生长以提高铜箔的弹性、强度、硬度和平滑感；2.有机添加剂，比如水解动物蛋白粉(明胶)和PEG，用于改善铜箔毛面峰谷形状。明胶或PEG在常温或高温下的伸长率剧烈下降，因此作为印刷线路板用会导致铜箔的性能下降。随着电子工业的发展，尤其是现在印刷线路的高密度和细窄电路，要求铜箔有高的抗拉强度、延伸率和低的粗糙度，选择和设计特定功能的添加剂就很重要。含砷、锑的添加剂有毒，对环境、人体有害，并且此类金属价格高，势必造成铜箔成本高。因此，目前，添加剂主要朝着更加环保、价格低廉的方向发展。
目前，制备高性能的电解铜箔，尤其是适用超薄铜箔如6μmm以下的铜箔，其技术瓶颈在于电解铜箔的耐高温，面粗糙度，抗拉强度等。本发明针对此，主要从制备铜箔用的添加剂方面入手，克服这些技术难点。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的是，提供一种配比合理、性能优良的电解铜箔用添加剂；
本发明的目的还在于，提供一种上述电解铜箔用添加剂的制备方法，其工艺紧凑，温度条件易于控制，成本低。
本发明的目的还在于，提供该添加剂的应用。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：
一种电解铜箔用添加剂，其特征在于，其由如下重量比的原料组分制成：a-萘酚醌烷4.0～6.0：乙撑硫脲1.0～2.0：聚乙二醇1.0～3.0。
所述电解铜箔用添加剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)按如下重量比称取各原料组分：a-萘酚醌烷4.0～6.0：乙撑硫脲1.0～2.0：聚乙二醇1.0～3.0；
(2)将步骤(1)所称取的a-萘酚醌烷、乙撑硫脲、聚乙二醇溶解于3L去离子水中，在40℃～60℃温度条件下搅拌30～70min；
(3)将步骤(2)得出的混合溶液中加入水进行稀释到37L，制得电解铜箔用添加剂。
所述电解铜箔用添加剂的应用，其特征在于，其用于制备6μm锂离子电池负极集流体电解铜箔。
本发明的有益效果为：本发明提供的添加剂，通过独特的组分及配比，可以达到减低电解铜箔毛面粗糙度、增加增加晶粒的结晶密度、并增加了抗拉强度、抗剥离强度的效果。
本发明提供的制备方法，其工艺紧凑，成本低，反应时间短；
本发明提供的应用，由本发明的的添加剂制备的铜箔具有双面粗糙度低、延伸率高，抗拉强度高，厚度均匀。通过合理添加本发明添加剂，使得制备的铜箔，其质量可达：毛面粗糙度为Rz<2μmm，光面粗糙度为Ra<0.35μmm，厚度为6±1μmm，面密度为57±1.5g/m2，常温抗拉强度>30kg/mm2，常温延伸率>2％，远优于现有的添加剂。
具体实施方式
实施例1：本实施例提供的电解铜箔用添加剂，其由如下重量比的原料组分制成：a-萘酚醌烷4.0～6.0：乙撑硫脲1.0～2.0：聚乙二醇1.0～3.0。
所述电解铜箔用添加剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按如下重量比称取各原料组分：a-萘酚醌烷4.0～6.0：乙撑硫脲1.0～2.0：聚乙二醇1.0～3.0；
(2)将步骤(1)所称取的a-萘酚醌烷、乙撑硫脲、聚乙二醇溶解于3L去离子水中，在40℃～60℃温度条件下搅拌30～70min；
(3)将步骤(2)得出的混合溶液中加入水进行稀释到37L，制得电解铜箔用添加剂。
所述电解铜箔用添加剂的应用，其用于制备6μm锂离子电池负极集流体电解铜箔。
实施例2：本实施例提供的电解铜箔用添加剂、制备方法及应用，其原料组分和步骤均与实施例1基本相同，其不同之处在于：
各原料组分的重量比为：a-萘酚醌烷5.0：乙撑硫脲1.0：聚乙二醇2.0；
该电解铜箔用添加剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按如下重量比称取各原料组分：a-萘酚醌烷5.0：乙撑硫脲1.0：聚乙二醇2.0；
(2)将步骤(1)所称取的a-萘酚醌烷、乙撑硫脲、聚乙二醇溶解于3L去离子水中，在45℃温度条件下搅拌60min；
(3)将步骤(2)得出的混合溶液中加入水进行稀释到37L，制得电解铜箔用添加剂。
实施例3：本实施例提供的电解铜箔用添加剂、制备方法及应用，其原料组分和步骤均与实施例1、2基本相同，其不同之处在于：
各原料组分的重量比为：a-萘酚醌烷4.0：乙撑硫脲2.0：聚乙二醇3.0；
该电解铜箔用添加剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按如下重量比称取各原料组分：a-萘酚醌烷4.0：乙撑硫脲2.0：聚乙二醇3.0；
(2)将步骤(1)所称取的a-萘酚醌烷、乙撑硫脲、聚乙二醇溶解于3L去离子水中，在60℃温度条件下搅拌30min；
(3)将步骤(2)得出的混合溶液中加入水进行稀释到37L，制得电解铜箔用添加剂。
实施例4：本实施例提供的电解铜箔用添加剂、制备方法及其应用，其原料组分和步骤均与实施例1、2、3之一均基本相同，其不同之处在于：
各原料组分的重量比为：a-萘酚醌烷6.0：乙撑硫脲1.0：聚乙二醇1.0；
该电解铜箔用添加剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按如下重量比称取各原料组分：a-萘酚醌烷6.0：乙撑硫脲1.0：聚乙二醇1.0；
(2)将步骤(1)所称取的a-萘酚醌烷、乙撑硫脲、聚乙二醇溶解于3L去离子水中，在40℃温度条件下搅拌70min；
(3)将步骤(2)得出的混合溶液中加入水进行稀释到37L，制得电解铜箔用添加剂。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非用以局限本发明的专利范围，故凡采用与上述实施例相同或相似的技术方案，达到本发明目的的其他方案，均在发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种电解铜箔用添加剂，其特征在于，其由如下重量比的原料组分制成：a-萘酚醌烷4.0～6.0：乙撑硫脲1.0～2.0：聚乙二醇1.0～3.0。
2.根据权利要求1所述电解铜箔用添加剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)按如下重量比称取各原料组分：a-萘酚醌烷4.0～6.0：乙撑硫脲1.0～2.0：聚乙二醇1.0～3.0；
(2)将步骤(1)所称取的a-萘酚醌烷、乙撑硫脲、聚乙二醇溶解于3L去离子水中，在40℃～60℃温度条件下搅拌30～70min；
(3)将步骤(2)得出的混合溶液中加入水进行稀释到37L，制得电解铜箔用添加剂。
3.根据权利要求1所述电解铜箔用添加剂的应用，其特征在于，其用于制备6μm锂离子电池负极集流体电解铜箔。
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