CN113638014B - 一种超薄超高抗双面光锂电铜箔的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超薄超高抗双面光锂电铜箔的生产方法，包括以下步骤：配置电解液进行哈林槽打片，每次1.5L，根据多种添加剂体系要求，添加相应的添加剂，电解液参数按照要求进行，电解液浓度为1‑20ppm；哈林槽加液1.5L，添加剂按照浓度添加，充分搅拌均匀，电流26.5A，通电50s，控制槽压4.5‑5.5V，电镀结束后‑用纯水冲洗，然后用吹风机吹干；将铜箔从阴极板剥下，检测光泽度、抗拉强度，添加剂实验每批次实验结束后换液。本发明采用上述一种超薄超高抗双面光锂电铜箔的生产方法，同时提升了铜箔的常温抗拉强度及延伸率，工艺简单，6μm高抗铜箔外观无差异。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电池技术领域，尤其是涉及一种超薄超高抗双面光锂电铜箔的生产方法。
背景技术
随着新能源电池行业的发展，为了满足动力电池以及数码类电池的发展，尤其是数码类客户对超薄、超高抗产品的需求逐步增强。目前常规的6μm铜箔抗拉强度为30-40kgf/mm2，铜箔抗拉强度增加，延伸率会随之降低。因此同时提升铜箔抗拉强度以及延伸率，可以使电池在受热膨胀过程中不容易断裂，提升电池的容量以及安全性。
发明内容
本发明的目的是提供一种超薄超高抗双面光锂电铜箔的生产方法，同时提升了铜箔的常温抗拉强度及延伸率，工艺简单，6μm高抗铜箔外观无差异。
为实现上述目的，本发明提供了一种超薄超高抗双面光锂电铜箔的生产方法，包括以下步骤：
(1)配置电解液进行哈林槽打片，每次1.5L，根据多种添加剂体系要求，添加相应的添加剂，电解液参数按照要求进行，电解液浓度为1-20ppm；
(2)哈林槽加液1.5L，添加剂按照浓度添加，充分搅拌均匀，电流26.5A，通电50s，控制槽压4.5-5.5V，电镀结束后-用纯水冲洗，然后用吹风机吹干；
(3)将铜箔从阴极板剥下，检测光泽度、抗拉强度，添加剂实验每批次实验结束后换液。
优选的，所述步骤(1)中的电解液参数为H2SO4的浓度为100-110g/L，Cu2+的浓度为90-95g/L，Cl-的浓度为20-30mg/L，电解液温度为46-50℃。
优选的，所述添加剂为整平剂(HC-1)、晶粒细化剂(HC-2)、分散剂(HC-3)、提抗拉剂(HC-4)四种的混合物。
优选的，所述整平剂为胶原蛋白、明胶中的一种或两种组合。
优选的，所述晶粒细化剂为醇硫基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠中的一种或两种组合。
优选的，所述分散剂为四羟丙基乙二胺、烷基糖苷中的一种或两种组合。
优选的，所述提抗拉剂为乙撑硫脲、噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠中的一种或两种组合。
因此，本发明采用上述一种超薄超高抗双面光锂电铜箔的生产方法，同时提升了铜箔的常温抗拉强度及延伸率，工艺简单，6μm高抗铜箔外观无差异。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明常温抗拉强度单值控制图；
图2为本发明烘烤抗拉强度单值控制图；
图3为本发明烘烤延伸率单值控制图；
图4为本发明6μm高抗铜箔系统生产光学显微镜图，其中a为光学显微镜X100(毛面)，b为光学显微镜X400(毛面)；
图5为本发明6μm普抗铜箔系统生产光学显微镜图，其中a为光学显微镜X100(毛面)，b为光学显微镜X400(毛面)；
图6为本发明6μm高抗铜箔系统生产光学显微镜图，其中a为光学显微镜X100(光面)，b为光学显微镜X400(光面)；
图7为本发明6μm普抗铜箔系统生产光学显微镜图，其中a为光学显微镜X100(光面)，b为光学显微镜X400(光面)；
图8为本发明6μm高抗铜箔系统生产SEM电子显微镜图，其中a为SEM(毛面)，b为SEM(光面)。
具体实施方式
本发明提供了一种超薄超高抗双面光锂电铜箔的生产方法，包括以下步骤：
(1)配置电解液进行哈林槽打片，每次1.5L，根据多种添加剂体系要求，添加相应的添加剂，添加剂为整平剂(HC-1)、晶粒细化剂(HC-2)、分散剂(HC-3)、提抗拉剂(HC-4)四种的混合物，电解液参数按照要求进行，添加剂在电解液中的浓度为1-20ppm，电解液参数H2SO4的浓度为100-110g/L，Cu2+的浓度为90-95g/L，Cl-的浓度为20-30mg/L，电解液温度为46-50℃，硫酸、铜离子浓度主要是保持生产过程中的稳定，铜离子含量不足会对铜箔箔面外观产生影响，该浓度是相对值，其范围可以进行上下变动，需要配合工艺的调整。氯离子会与其他添加剂进行系统作用，增强极化，使得铜箔光亮，过高或者过低对铜箔的内部结构以及物理性能都会产生影响。温度增高会加速离子迁移，温度降低对离子的运动速度产生影响，温度过高会使得生产管道的寿命缩短，阴极的氧化速度加快。
(2)哈林槽加液1.5L，添加剂按照浓度添加，充分搅拌均匀，电流26.5A，通电50s，控制槽压4.5-5.5V，电镀结束后-用纯水冲洗，然后用吹风机吹干；
(3)将铜箔从阴极板剥下，检测光泽度、抗拉强度，添加剂实验每批次实验结束后换液。
进一步的，所述整平剂为胶原蛋白、明胶中的一种或两种组合。所述晶粒细化剂为醇硫基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠中的一种或两种组合。所述分散剂为四羟丙基乙二胺、烷基糖苷中的一种或两种组合。所述提抗拉剂为乙撑硫脲、噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠中的一种或两种组合。
反应机理：整平剂、晶粒细化剂、分散剂和提抗拉剂四种添加剂相互配合，晶粒细化剂促进铜箔晶核的产生以及促进晶粒的生长，晶核数量越多，生产的过程中晶粒越细；分散剂促进铜离子的均匀分散，降低阴极表面张力，促进沉积；整平剂在铜沉积过程中抑制铜箔持续生产，阻止晶粒持续生长，使得铜箔平整，提抗拉剂将三者进行兼容，抑制晶粒生长，促进晶核生成，使得铜箔晶粒细小平整，相互交织，提高抗拉强度，增加延伸率。
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
添加剂体系HC-1选用胶原蛋白，电解液浓度为10ppm；HC-2选用醇硫基丙烷磺酸钠，电解液浓度为3ppm；HC-3选用四羟丙基乙二胺，电解液浓度为15ppm；HC-4选用乙撑硫脲，电解液浓度为2ppm。
按照上述添加剂体系进行打片试验，检测铜箔物理性能，具体性能如表1：
表1
实施例2
添加剂体系HC-1选用明胶，电解液浓度为10ppm；HC-2选用N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠，电解液浓度为3ppm；HC-3选用烷基糖苷，电解液浓度为1.5ppm；HC-4选用噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠，电解液浓度为20ppm。
按照上述添加剂体系进行打片试验，检测铜箔物理性能，具体性能如表2：
表2
实施例3
添加剂体系HC-1选用明胶和胶原蛋白，两者浓度比为1:1，电解液浓度为10ppm；HC-2选用N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠和醇硫基丙烷磺酸钠，两者浓度比为1:1，电解液浓度为3ppm；HC-3选用四羟丙基乙二胺，电解液浓度为15ppm；HC-4选用乙撑硫脲和噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠，两者的浓度比为2:8，电解液浓度为20ppm。
根据实验室的小试情况，确定添加剂进行复配，提升铜箔抗拉强度以及延伸率，按照上述添加剂体系进行打片试验，检测铜箔物理性能，具体性能如表3：
表3
实施例4
根据小试的结果，确定添加剂体系后再单一生箔系统进行生产，电解液、添加剂浓度以及生产工艺参数如表4：
表4
添加剂体系HC-1选用明胶和胶原蛋白，两者浓度比为1:1，电解液浓度为5-10ppm；HC-2选用N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠和醇硫基丙烷磺酸钠，两者浓度比为1:1，电解液浓度为1-3ppm；HC-3选用四羟丙基乙二胺，电解液浓度为10-15ppm；HC-4选用乙撑硫脲和噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠，两者的浓度比为2:8，电解液浓度为10-20ppm。
上述试验按照上述参数进行正常生产，生产铜箔物理性能图1-8和表5所示：
表5
从图1-8中可以看出，铜箔在光学显微镜下以及SEM电子显微镜下观察铜箔表面情况，铜箔在添加剂体系的作用下，铜箔晶粒铜箔微观晶粒细化，晶粒明显，薄面整平效果好，无明显的凸起。
综上从上述实施例及测试结果可以看出，通过添加剂工艺调整，6μm高抗铜箔系统生产常温抗拉强度＞70kgf/mm2，烘烤抗拉强度＞47kgf/mm2，烘烤延伸率＞7％；6μm高抗铜箔生产箔面与现有铜箔一致，铜箔外观无差异。
因此，本发明采用上述一种超薄超高抗双面光锂电铜箔的生产方法，同时提升了铜箔的常温抗拉强度及延伸率，工艺简单，6μm高抗铜箔外观无差异。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (2)
1.一种超薄超高抗双面光锂电铜箔的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配置电解液进行哈林槽打片，每次1.5L，根据多种添加剂体系要求，添加相应的添加剂，电解液参数按照要求进行，电解液浓度为1-20ppm，其中添加剂体系HC-1选用明胶和胶原蛋白，两者浓度比为1:1，电解液浓度为5-10ppm，HC-2选用N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠和醇硫基丙烷磺酸钠，两者浓度比为1:1，电解液浓度为1-3ppm，HC-3选用四羟丙基乙二胺，电解液浓度为10-15ppm，HC-4选用乙撑硫脲和噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠，两者的浓度比为2:8，电解液浓度为10-20ppm；
（2）哈林槽加液1.5L，添加剂按照浓度添加，充分搅拌均匀，电流26.5A，通电50s，控制槽压4.5-5.5V，电镀结束后-用纯水冲洗，然后用吹风机吹干；
（3）将铜箔从阴极板剥下，检测光泽度、抗拉强度，添加剂实验每批次实验结束后换液。
2.根据权利要求1所述的一种超薄超高抗双面光锂电铜箔的生产方法，其特征在于：所述步骤（1）中的电解液参数为H2SO4的浓度为100-110g/L，Cu2+的浓度为90-95g/L，Cl-的浓度为20-30mg/L，电解液温度为46-50℃。
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