CN108251827A - 一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液及防氧化工艺 - Google Patents

一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液及防氧化工艺 Download PDF

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    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液及防氧化工艺，无铬防氧化液包含如下组份：苯并三氮唑0.2～2.0g/L；苯甲酸0.1～1.2g/L；乙酸丙酯0.1～1.0g/L,溶剂为水；使用上述无铬防氧化液对电解铜箔进行防氧化处理的工艺包括如下步骤：原箔经阴极辊剥离后，经导辊进入无铬防氧化液中浸泡，浸泡过程中控制无铬防氧化液的温度为20～35℃，浸泡时间为3～10s，后经挤辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷。本发明提供的无铬防氧化液的有益效果是：不含有对人体致癌的铬元素和降低电池性能的锌单质；使用该防氧化液后无需通电，完全通过化学镀形成钝化层；需要水洗，不会产生废水污染环境、增加成本。

Description

一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液及防氧化工艺
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液及防氧化工艺，属于电解铜箔的表面处理技术领域。
背景技术
近几年来，国家对于新能源动力锂离子电池行业越来越重视，并出台了很多优惠政策，这就促使了动力锂离子电池用电解铜箔的飞速发展。由于锂离子电池用电解铜箔表面防氧化的特殊要求，传统型的铜箔表面防氧化工艺不再适应环保型锂离子电池的要求。
目前，8微米单面光和双面光超薄电解铜箔是高品质锂离子电池负极的主流，电池中既充当负极活性物质的载体，又充当负极电子流的收集与传输体，其品质的优劣直接影响着锂电池的制作工艺及综合性能。在锂离子电池用电解铜箔生产过程中，铜箔防氧化是一个非常重要性能；传统方法是在后处理机中进行防氧化，由于铜箔很薄，容易出现折、压坑、螺旋纹等质量问题，成品率非常低。后来发展了锂离子电池用电解铜箔一体机所用有铬防氧化液，铜箔经防氧化钝化液处理后，再经过分切即为成品，成品率大大提高了；但所用的防氧化钝化液里面含有铬元素，铬对人体有致癌的危害。最近，随着国家对环保要求的不断提高，亟需研究锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化技术，来满足国家对环保的高要求。
目前锂离子电池用电解铜箔一体机所用的有铬防氧化钝化液所存在的缺点和不足有：
(1)含有能对人体致癌的铬元素，会对操作人员身体造成伤害；
(2)有些需要高温烘箱烘干，高温导致密封的收卷屋温度特别高，不适合人员操作；
(3)需要在防氧化槽中铜箔光面和毛面加入阳极板，并通一定的电流才能保证防氧化要求；
(4)有些钝化液中含有锌，电沉积后在铜箔表面形成金属锌，锌单质在电池内电解质下能形成原电池，降低电池的容量和充放电性能，甚至引起爆炸。
(5)有些铜箔经防氧化槽后需要经过水洗，这样就会产生含铬废水，不仅污染环境，而且会增加水处理成本。
发明内容
本发明针对现有锂离子电池用电解铜箔的防氧化处理液和防氧化工艺存在的不足，提供一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液及防氧化工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液，包含如下组份：苯并三氮唑0.2～2.0g/L；苯甲酸0.1～1.2g/L；乙酸丙酯0.1～1.0g/L,溶剂为水。
进一步，包含如下组份：苯并三氮唑0.8～1.2g/L；苯甲酸0.5～0.6g/L；乙酸丙酯0.3～0.5g/L,溶剂为水。
本发明提供的无铬防氧化液的有益效果是：
1)不含有对人体致癌的铬元素和降低电池性能的锌单质；
2)使用该防氧化液后无需通电，完全通过化学镀形成钝化层；
3)不需要水洗，不会产生废水污染环境、增加成本。
本发明还要求保护使用上述的无铬防氧化液对电解铜箔进行防氧化处理的工艺，包括如下步骤：原箔经阴极辊剥离后，经导辊进入无铬防氧化液中浸泡，浸泡过程中控制无铬防氧化液的温度为20～35℃，浸泡时间为3～10s，后经挤辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷。
进一步，浸泡过程中控制无铬防氧化液的温度为23～27℃，浸泡时间为4～6s。
本发明工艺的有益效果是：
1)本发明工艺所形成的钝化膜均匀一致，保持了电解铜箔较高的浸润性和导电性，不影响锂离子电池电容量、使用寿命等基本性能；
2)本发明工艺技术简单、管控方便、不会产生废水、对环境无污染、无需烘箱烘干、不需要通电等优点。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液，包含如下组份：苯并三氮唑0.8g/L；苯甲酸0.5g/L；乙酸丙酯0.3g/L,溶剂为水。
使用上述无铬防氧化液对电解铜箔进行表面防氧化处理的工艺，包括如下步骤：原箔经阴极辊剥离后，经导辊进入无铬防氧化液中浸泡，浸泡过程中控制无铬防氧化液的温度为24℃，浸泡时间为5s，后经挤辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷，即为半成品。
实施例2：
一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液，包含如下组份：苯并三氮唑0.2g/L；苯甲酸1.2g/L；乙酸丙酯1.0g/L,溶剂为水。
使用上述无铬防氧化液对电解铜箔进行表面防氧化处理的工艺，包括如下步骤：原箔经阴极辊剥离后，经导辊进入无铬防氧化液中浸泡，浸泡过程中控制无铬防氧化液的温度为35℃，浸泡时间为6s，后经挤辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷，即为半成品。
实施例3：
一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液，包含如下组份：苯并三氮唑2.0g/L；苯甲酸0.1g/L；乙酸丙酯0.5g/L,溶剂为水。
使用上述无铬防氧化液对电解铜箔进行表面防氧化处理的工艺，包括如下步骤：原箔经阴极辊剥离后，经导辊进入无铬防氧化液中浸泡，浸泡过程中控制无铬防氧化液的温度为28℃，浸泡时间为3s，后经挤辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷，即为半成品。
实施例4：
一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液，包含如下组份：苯并三氮唑1.2g/L；苯甲酸0.6g/L；乙酸丙酯0.1g/L,溶剂为水。
使用上述无铬防氧化液对电解铜箔进行表面防氧化处理的工艺，包括如下步骤：原箔经阴极辊剥离后，经导辊进入无铬防氧化液中浸泡，浸泡过程中控制无铬防氧化液的温度为20℃，浸泡时间为10s，后经挤辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷，即为半成品。
对比例：
原箔经阴极辊剥离后，经导辊进入只含有苯丙三氮唑的钝化液中，其中钝化液温度为25度，苯丙三氮唑的浓度为1.5g/L，在里面浸泡15s后经挤辊挤干，通过高温烘箱烘干后直接收卷。
我们将实施例1-4和对比例所得产品进行防氧化测试，结果如表1所示：
表1实施例1-4和对比例所得产品的防氧化测试结果
由表1中的数据可以看到，苯丙三氮唑对铜箔的常温防氧化有一定的作用，但在高温条件下几乎没有抗氧化性。本发明提供的无铬防氧化钝化液的三种组分之间相互配合，保证了超薄锂离子电池用电解铜箔的高温和常温抗氧化性，满足客户要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化液，其特征在于，包含如下组份：苯并三氮唑0.2～2.0g/L；苯甲酸0.1～1.2g/L；乙酸丙酯0.1～1.0g/L,溶剂为水。
2.根据权利要求1所述的无铬防氧化液，其特征在于，包含如下组份：苯并三氮唑0.8～1.2g/L；苯甲酸0.5～0.6g/L；乙酸丙酯0.3～0.5g/L,溶剂为水。
3.一种使用权利要求1或2所述的无铬防氧化液对电解铜箔进行防氧化处理的工艺，其特征在于，包括如下步骤：原箔经阴极辊剥离后，经导辊进入无铬防氧化液中浸泡，浸泡过程中控制无铬防氧化液的温度为20～35℃，浸泡时间为3～10s，后经挤辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷。
4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于，浸泡过程中控制无铬防氧化液的温度为23～27℃，浸泡时间为4～6s。
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