CN110230048A - 一种锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗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免水洗防氧化液及防氧化工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电解铜箔用防氧化液及防氧化工艺，具体公开一种锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液及防氧化工艺，解决现有技术生产和处理环境成本高、不利于环保的问题。所述防氧化液包括:0.5～20g/L的葡萄糖、0.05～5g/L的苯并咪唑、苯并噻唑、2‑巯基苯并咪唑、2‑巯基苯并噻唑、苯骈三氮唑及其衍生物的一种或多种组合物，溶剂为水，所述防氧化工艺为原箔经酸洗、水洗，冷风刀吹后，经剥离轴从阴极辊上剥离，再经导辊进入无铬防氧化液中浸泡3～10s，浸泡过程中控制无铬防氧化液的温度为25～40℃，经挤水辊挤干，用高压风刀吹干后直接收卷，分切、检验后即为成品。本发明的锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液，不含有对人体致癌的铬元素，符合欧盟RoHS指令。

Description

一种锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液及防氧化 工艺
技术领域
本发明涉及电解铜箔用防氧化液及防氧化工艺，更具体地说，涉及一种锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液及防氧化工艺。
背景技术
铜箔是锂离子电池中关键性的电池负极材料，起到充当负极活性物质的载体和负极电子流的收集与传输体的双重作用，其性能直接影响着锂离子电池的性能。近年来，国家对于新能源动力锂离子电池行业越来越重视，促使了动力锂离子电池用电解铜箔的飞速发展，具有超薄、低轮廓、高抗拉强度、高延展性、强耐蚀性等性能的电解铜箔是高品质锂离子电池负极的主流，这也对其生产工艺提出了更高的技术要求。在电解铜箔生产过程中，铜箔防氧化处理是一个非常重要的步骤。如果铜箔表面发生氧化变色，不仅影响铜箔的外观，更重要的是将导致铜箔附着力下降，涂布出现露箔点，进而影响电池的性能，例如增大内阻，影响导电性；容量降低，循环寿命缩短。
目前，传统的防氧化处理方法均采用铜箔表面镀铬的工艺，在铜箔表面形成一层“金属-铬氧化物”氧化膜，使铜箔不直接与空气接触，避免铜箔表面在生产、运输、储存及加工过程中发生氧化变色，以达到防锈防斑防变色的效果。但是六价铬有强致癌性，会给人体和环境带来严重危害；同时镀铬后必须采用大量的纯水进行漂洗，这样就会产生大量的含铬废水，势必造成生产成本和处理环境成本的增高，不利于环保。随着世界各国对环保要求的不断提高，美国、日本等国纷纷要求生产过程和制品中不含六价铬，欧盟出台的ROHS指令明确禁止产品含有六价铬。因此，研究锂离子电池用电解铜箔的无铬防氧化技术具有极其重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液及其防氧化工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液，包括以下组分:0.5～20g/L的葡萄糖、0.05～5g/L的苯并咪唑、苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噻唑、苯骈三氮唑及其衍生物的一种或多种组合物，溶剂为水。
进一步地，包括以下组分:3.0～8.0g/L的葡萄糖、0.075～1g/L的苯并咪唑、苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噻唑、苯骈三氮唑及其衍生物的一种或多种组合物，溶剂为水。
进一步地，所述无铬免水洗防氧化液的pH值为3～7。
本发明还提供了上述锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液的防氧化工艺，原箔经酸洗、水洗，冷风刀吹后，经剥离轴从阴极辊上剥离，再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25～40℃，浸泡时间为3～10s，后经挤水辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷，分切、检验后即为成品。
进一步地，所述酸洗用的酸洗液含82～85g/L的Cu2+、105～120g/L的H2SO4。
进一步地，所述的无铬防氧化液的温度为25～30℃，浸泡时间为5～8s。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.本发明的锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液，不含有对人体致癌的铬元素，符合欧盟RoHS指令。
2.本发明的无铬免水洗防氧化液的防氧化工艺，工艺参数简单，可操作性强；无需水洗、不会产生废水、对环境无污染；不需要通电，可大大降低后处理生产成本。
3.本发明的无铬免水洗防氧化液的防氧化工艺，所形成的钝化膜均匀一致，抗氧化效果好，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。
具体实施方式
实施例1
锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液，包含如下组份：15g/L的葡萄糖，0.1g/L的苯并咪唑，溶剂为水；无铬免水洗防氧化液的pH值为4。
上述无铬免水洗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：原箔用含82g/L的Cu2+、105g/L的H2SO4的酸洗液酸洗、然后水洗，冷风刀吹，经剥离轴从阴极辊上剥离后，再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25℃，浸泡时间为10s，后经挤水辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷，分切、检验后即为成品。
实施例2
锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液，包含如下组份：6g/L的葡萄糖，0.6g/L的2-巯基苯并噻唑，溶剂为水；无铬免水洗防氧化液的pH值为5。
上述无铬免水洗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：原箔用含85g/L的Cu2+、120g/L的H2SO4的酸洗液酸洗、然后水洗，冷风刀吹，经剥离轴从阴极辊上剥离后，再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30℃，浸泡时间为5s，后经挤水辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷，分切、检验后即为成品。
实施例3
锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液，包含如下组份：3g/L的葡萄糖，0.15g/L的苯并咪唑，0.15g/L的2-巯基苯并噻唑，溶剂为水；无铬免水洗防氧化液的pH值为6。
上述无铬免水洗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：原箔用含85g/L的Cu2+、105g/L的H2SO4的酸洗液酸洗、然后水洗，冷风刀吹，经剥离轴从阴极辊上剥离后，再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25℃，浸泡时间为5s，后经挤水辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷，分切、检验后即为成品。
实施例4
锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液，包含如下组份：1g/L的葡萄糖，1.0g/L的苯并咪唑，1.0g/L的苯骈三氮唑，溶剂为水；无铬免水洗防氧化液的pH值为6。
上述无铬免水洗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：原箔用含82g/L的Cu2+、120g/L的H2SO4的酸洗液酸洗、然后水洗，冷风刀吹，经剥离轴从阴极辊上剥离后，再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25℃，浸泡时间为5s，后经挤水辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷，分切、检验后即为成品。
对比例
锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液，包含如下组份：1.0g/L的苯并咪唑，1.0g/L的苯骈三氮唑，溶剂为水；无铬免水洗防氧化液的pH值为7。
上述无铬免水洗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：原箔经酸洗、水洗，冷风刀吹后，经剥离轴从阴极辊上剥离，再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25℃，浸泡时间为5s，后经挤水辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷，分切、检验后即为成品。
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的测试结果可以看出，不含葡萄糖的防氧化钝化液，几乎对铜箔无保护效果，而采用上述无铬防氧化液的铜箔，防氧化效果好，其原因主要是实施例1-实施例4的防氧化液中葡萄糖与其他组分之间相互配合，产生了协同作用，可以在电解铜箔表面形成均匀的聚合络合薄膜，保证了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。
以上实施例为本发明的部分实施方式，并不限制于本发明。对本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下做出的若干改进和变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液，其特征在于，包括以下组分:0.5～20g/L的葡萄糖、0.05～5g/L的苯并咪唑、苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噻唑、苯骈三氮唑及其衍生物的一种或多种组合物，溶剂为水。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液，其特征在于，包括以下组分:3.0～8.0g/L的葡萄糖、0.075～1g/L的苯并咪唑、苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噻唑、苯骈三氮唑及其衍生物的一种或多种组合物，溶剂为水。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液，所述无铬免水洗防氧化液的pH值为3～7。
4.权利要求1～3任意一项所述的锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液的防氧化工艺，其特征在于，原箔经酸洗、水洗，冷风刀吹后，经剥离轴从阴极辊上剥离，再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25～40℃，浸泡时间为3～10s，后经挤水辊挤干，常温下用高压风刀吹干后直接收卷，分切、检验后即为成品。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液的防氧化工艺，其特征在于，所述酸洗用的酸洗液含82～85g/L的Cu2+、105～120g/L的H2SO4。
6.根据权利要求4所述的锂离子电池用电解铜箔的无铬免水洗防氧化液的防氧化工艺，其特征在于，所述的无铬防氧化液的温度为25～30℃，浸泡时间为5～8s。
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