CN108823608A - 一种制造锂离子电池用双面光铜箔的添加剂 - Google Patents

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袁智斌
李青海
刘进
赖见
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    • C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper

Abstract

一种制造锂离子电池用双面光铜箔的添加剂，用于锂离子电池制造。添加剂为PEG、SPS、ZPS、明胶、去离子水的混合溶液，配制比例PEG：SPS:ZPS：明胶为6：4：1:2，其中明胶浓度可控制在7‑9.5g/L,SPS浓度可控制在14‑19g/L；以SPS为基准，其它每种添加剂的比例偏差控制在8%以内；添加剂溶液温度保持在40—50℃。本发明铜箔亮面和毛面粗糙度一致性较好，表面亲水性超过40达因，抗拉强度达到35‑37Kgf/mm2。用于锂离子电池制作时，负极极片涂布宽幅可超过500mm，铜箔不起折，与锂离子电池负极活性物质石墨结合紧密，不易掉料，做成的锂离子电池内阻低，循环寿命得到大大提高。

Description

一种制造锂离子电池用双面光铜箔的添加剂
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是一种制造锂离子电池用双面光铜箔的添加剂。
背景技术
目前，制造锂离子电池用的双面光铜箔添加剂，传统配方采用聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)、 2-巯基苯骈咪唑（M）、乙撑硫脲（N）等组成的添加剂，其缺点是乙撑硫脲（N）难以在水中充分溶解，并易在电镀液中析出。制造出的铜箔表面粗糙度和亲水性两个指标难于平衡控制，当铜箔亮面和毛面粗糙度一致性好时，表面残留微量添加剂导致亲水性变差；当铜箔亮面和毛面粗糙度一致性差时，做成的锂离子电池内阻大，循环寿命差。同时铜箔抗拉强度偏低，小于32Kgf/mm2，不适合大幅宽的锂离子电池极片制作。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种制造锂离子电池用双面光铜箔的添加剂，使用该添加剂制造出的锂离子电池用铜箔两面粗糙度一致性好，表面亲水性强，抗拉强度高。
为实现上述发明目的，本发明添加剂为包括分子量平均为6000的聚乙二醇（PEG）、聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)、3-（苯骈噻唑-2-巯基）丙烷磺酸钠（ZPS）、明胶、去离子水的混合溶液，配制比例PEG：SPS:ZPS：明胶为6：4：1:2，其中明胶浓度可控制在7-9.5g/L, 聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)浓度可控制在14-19g/L；以聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)为基准，其它每种添加剂的比例偏差控制在8%以内；添加剂溶液温度保持在40—50℃。
所述明胶溶液是一种易被微生物分解的有机物，其配液浓度不超过10g/L，并在二十四小时内使用完。
所述添加剂的使用量按聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)的量计算，开缸时混合液中的聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)量为2ppm，添加剂的消耗量以混合液中的聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)为基准，消耗范围为2.5- 2.6g/KAH。
本发明与现有技术相比，铜箔亮面和毛面粗糙度一致性较好，粗糙度Rz值为1.3-1.8um,两面Rz差值可以控制在0.3um以内，表面亲水性超过40达因，抗拉强度达到35-37Kgf/mm2。用于锂离子电池制作时，负极极片涂布宽幅可以超过500mm，铜箔不起折，与锂离子电池负极活性物质石墨结合紧密，不易掉料，做成的锂离子电池内阻低，循环寿命得到大大提高。
具体实施方式
实施例1
本发明制造锂离子电池用双面光铜箔的添加剂是由分子量平均为6000的聚乙二醇（PEG）16.65千克、聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)11.10千克、3-（苯骈噻唑-2-巯基）丙烷磺酸钠（ZPS ）2.775千克、明胶（sol-gel）5.55千克组成，用去离子水配成592L的添加剂溶液，其中明胶浓度为9.375g/L, 聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)浓度为18.75 g/L,温度控制在50℃。在制造铜箔时，开缸时电解液中聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)量控制在2ppm（一般按180KAH生产时，电解液总体积为150m3，开缸需要消耗16L添加剂），根据生产铜箔时的电流,按0.133L/KAH补充添加剂量(其中含有SPS2.5g/KAH)，所配的添加剂可维持生产时间24小时。
实施例2
制造锂离子电池用双面光铜箔的添加剂是由分子量平均为6000的聚乙二醇（PEG）8.55千克、聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)5.70千克、3-（苯骈噻唑-2-巯基）丙烷磺酸钠（ZPS ）1.425千克、明胶（sol-gel）2.94千克组成(明胶多偏离比例3%)，用去离子水配成380L的添加剂溶液，其中明胶浓度为7.74g/L, 聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)浓度为15.00 g/L,温度控制在45℃。在制造铜箔时，开缸时电解液中聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)量控制在2ppm（一般按180KAH生产时，电解液总体积为150m3，开缸需要消耗20L添加剂），根据生产铜箔时的电流,按0.167L/KAH补充添加剂量(其中含有SPS2.5g/KAH)，所配的添加剂可维持生产时间12小时。
实施例3
制造锂离子电池用双面光铜箔的添加剂是由分子量平均为6000的聚乙二醇（PEG）4.29千克(少偏离比例8%)、聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)3.108千克、3-（苯骈噻唑-2-巯基）丙烷磺酸钠（ZPS ）0.777千克、明胶（sol-gel）1.554千克组成，用去离子水配成219L的添加剂溶液，其中明胶浓度为7.096g/L, 聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)浓度为14.18 g/L,温度控制在40℃。在制造铜箔时，开缸时电解液中聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)量控制在2ppm（一般按180KAH生产时，电解液总体积为150m3，开缸需要消耗21.15L添加剂），根据生产铜箔时的电流,按0.5L/KAH补充添加剂量(其中含有SPS2.6g/KAH)，所配的添加剂可维持生产时间6小时。
本发明的添加剂在用于制造锂离子电池用双面光铜箔时，要求电解液的温度控制在50-60℃，CuSO4浓度为200～250g/L，H2SO4浓度为100～150g/L，Cl-浓度保持在0-10ppm；电解液在经过过滤精度至少5um的过滤器后，进入生箔机的流量不小于50m3/h，添加剂按上述方法连续加入，在直流电的作用下，铜离子不断析出在阴极辊上形成双面光铜箔,铜箔再经过表面处理即可形成锂电池用双面光铜箔。
本发明所述的铜箔经过实际检测，抗拉强度可达到35-37Kgf/mm2,铜箔光面和毛面的粗糙度Rz值为1.3-1.8um,亮面和毛面粗糙度Rz差值可以控制在0.3um以内，表面亲水性超过40达因，最大宽幅可切到500mm以上。

Claims (3)

1.一种制造锂离子电池用双面光铜箔的添加剂，其特征在于：添加剂为包括分子量平均为6000的聚乙二醇（PEG）、聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)、3-（苯骈噻唑-2-巯基）丙烷磺酸钠（ZPS）、明胶、去离子水的混合溶液，配制比例PEG：SPS:ZPS：明胶为6：4：1:2，其中明胶浓度控制在7-9.5g/L, 聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)浓度控制在14-19g/L；以聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)为基准，其它每种添加剂的比例偏差控制在8%以内；添加剂溶液温度保持在40—50℃。
2.根据权利要求1所述的一种制造锂离子电池用双面光铜箔的添加剂，其特征在于：所述明胶溶液是一种易被微生物分解的有机物，其配液浓度不超过10g/L，并在二十四小时内使用完。
3.根据权利要求1所述的一种制造锂离子电池用双面光铜箔的添加剂，其特征在于：添加剂的使用量按聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)的量计算，开缸时混合液中的聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)量为2ppm，添加剂的消耗量以混合液中的聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)为基准，消耗范围为2.5- 2.6g/KAH。
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