CN115928157A - 一种高延电解铜箔的制备方法及其应用 - Google Patents

一种高延电解铜箔的制备方法及其应用 Download PDF

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CN115928157A CN202211599115.8A CN202211599115A CN115928157A CN 115928157 A CN115928157 A CN 115928157A CN 202211599115 A CN202211599115 A CN 202211599115A CN 115928157 A CN115928157 A CN 115928157A
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盛银莹
陈日东
陈海阳
单大勇
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Abstract

本申请公开了一种高延电解铜箔的制备方法及其应用,属于电解铜箔制备技术领域。一种高延电解铜箔的制备方法,包括以下步骤:将含有铜源、有机添加剂的镀液,电化学反应得到所述铜箔;电化学反应中输出电流的波形为微小波动的高精度直流波形。该铜箔具有常温下高延特性,常温(25℃)抗拉强度达到380MPa~480MPa,延伸率达到10%~15%;50℃~200℃高温下延伸率达到15%~20%,抗拉强度250MPa~380MPa。

Description

一种高延电解铜箔的制备方法及其应用
技术领域
本申请涉及一种高延电解铜箔的制备方法及其应用,属于电解铜箔制备技术领域。
背景技术
电解铜箔是锂离子电池负极材料的载体,起到电流传输和支撑电池结构的作用。开发超薄铜箔,能减小电池体积,提高电池能量密度,降低成本。但是,铜箔的延伸率宏观上会随厚度的减小而降低,而延伸率降低,铜箔的内应力大,增大电池使用过程中极片断裂的风险。在降低铜箔厚度的同时,提高其延伸率已经成为限制铜箔“轻薄化”发展的技术瓶颈之一。
现有技术中,在电解铜箔的制备过程中会加入改善铜箔各项性能的添加剂,但是不同的添加剂之间存在着竞争或抑制作用,无法最大限度的发挥每种添加剂的作用,由此也会带来添加剂用量大的成本问题。
生箔制造所用的直流电属于大电流低电压的直流电,是通过整流器将输入的AC电流转换成生箔机所需的一定量的直流电。电解铜箔生产企业,考虑节能问题,要求高精度、高电流效率,所用的电源由最初的硅整流逐渐发展为精度更高、电流效率更高、但波动幅度更小的高频开关直流电源。
研究表明,脉冲在短时间内产生拉伸和松弛应力,能够引入大量纳米孪晶组织来提高铜箔的力学性能,但是至今没有应用到生产,一方面,是因为脉冲方式获得的大电流在控制精度、生产效率上与直流方法都具有较大的差距;另一方面,脉冲还有可能影响特定有机添加剂的掺入,或晶界发生异常偏析的复杂情况。
本技术开发了一种高延电解铜箔的生产方法,是基于具有一定波动特征的直流波形,结合特定的有机添加剂配方。在此电流波形下,所用添加剂能够有效吸附、掺入,改善铜的析出行为,最终得到晶粒细小、尺寸均匀的铜沉积层组织,能够大幅提高极薄铜箔的延伸率,并不会降低抗拉强度,该技术对锂电铜箔“轻薄化”发展有巨大意义。
发明内容
为了解决现有技术存在的极薄电解铜箔的延伸率低的问题,提供一种高延电解铜箔及其制备技术。
根据本申请的第一个方面,提供了一种高性能铜箔的制备方法,该制备方法得到的铜箔具有满足其他物理、力学性能指标的前提下,在常温和高温下都有高延伸率的特征,即4μm~6μm铜箔延伸率不低于10%。该制备方法通过调控输出电流波动的波形及参数的同时,添加改善铜箔光泽度、整平度、分散度的添加剂,最大限度提高添加剂的效果;该方法降低添加剂的加入量,降低成本。所述微小波动的波形为矩形波。所述波动具有频率范围为0.1Hz~6Hz。波峰波谷的电流值差为平均电流的2-5%;该制备方法,结合特定有机添加剂在阴极表面的吸附和脱附,与电解液中金属离子络合、影响电解液中金属离子扩散等作用,阻碍或促进特定晶面的生长速度,能够获得择优取向的孪晶组织,进一步提高铜箔的强度、以及延展性。
一种高性能电解铜箔的制备方法,包括以下步骤:
将含有铜源、有机添加剂的镀液,电化学反应得到所述铜箔;
电化学反应中输出电流的波形为微小波动的高精度直流波形。
利用电化学原理,从含有有机添加剂的酸铜体系镀液中电解沉积出金属铜得到所述高延展性铜箔。
电解沉积中所用的输出电流在平均电流附近具有周期规律的微小波动,放大看具有矩形波波形,波动的周期和幅度可调。
电解沉积中输出电流具有微小的矩形波动,波动的参数包括幅度、频率、高电平比、电流信号的爬坡时间、脉冲上升和衰减时间、以及初始电流高于或低于平均电流等可调。
可选地,所述输出电流的波动幅度在平均电流的2%~5%。
可选地,所述输出电流的波动幅度独立地选自2%、3%、4%、5%中的任意值或任意两者之间的范围值。
可选地,所述输出电流的频率为0.1Hz~6Hz。
可选地,所述输出电流的频率为0.1Hz~2Hz。
可选地,所述输出电流的频率独立地选自0.1Hz、0.2Hz、0.3Hz、0.4Hz、0.5Hz、0.6Hz、0.7Hz、0.8Hz、0.9Hz、1Hz、1.1Hz、1.2Hz、1.3Hz、1.4Hz、1.5Hz、1.6Hz、1.7Hz、1.8Hz、1.9Hz、2Hz、3Hz、4Hz、5Hz、6Hz中的任意值或任意两者之间的范围值。
可选地,所述输出电流的高电平比为85%~95%。
可选地,所述输出电流的高电平比为90%~95%。
可选地,所述输出电流的高电平比独立地选自85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%中的任意值或任意两者之间的范围值。
一个周期内,高于平均电流的时间占整个周期时间的比例:
高电平比=(高于平均电流的时间/一个周期的时间)×100%。
电流信号从低值上升到高值然后再下降所花费的时间分别称为脉冲上升时间t1和脉冲衰减时间t2。初始的信号从0到达初始电流设定值的时间,称为爬坡时间,记为t0
可选地,电流信号爬坡时间为0μs~50μs。
可选地,电流信号爬坡时间为0μs~10μs。
可选地,脉冲上升的时间和脉冲衰减的时间为10μs~1000μs。
可选地,脉冲上升的时间和脉冲衰减的时间为50μs~200μs。
可选地,所述输出电流的波形由单条、多条波形叠加和/或并联得到。
可选地,所述有机添加剂选自A剂、B剂、C剂中的至少一种。
可选地,在镀液中,依次加入所述有机添加剂A剂、B剂、C剂,混合均匀。
可选地,所述A剂为聚醚类表面活性剂。
分散剂或者走位剂,一般是聚醚类表面活性剂,在一定程度上可以阻滞铜晶体快速结晶,从而使铜晶体长的更大,能有效提升延伸率。
可选地,所述A剂选自羟乙基纤维素、聚乙二醇中的至少一种。
可选地,所述A剂由PEG1000、PEG2000、PEG6000以一定比例混合组成。
可选地,所述A剂由1份PEG1000、1份PEG2000、3~8份PEG6000混合组成。
可选地,所述羟乙基纤维素的浓度为20mg/L~200mg/L。
可选地,所述聚乙二醇的浓度为20mg/L~200mg/L。
可选地,所述B剂为带正电的阳离子。
整平剂一般是带正电的阳离子(例如:-N+),其作用是促进铜箔晶粒面心生长,促进铜沉积层表面更加平整,能有效提高力学性能。
可选地,所述B剂选自多肽蛋白(胶原蛋白肽)、聚乙烯亚胺中的至少一种。
可选地,所述多肽蛋白的分子量为50~200。
可选地,所述多肽蛋白的浓度为20mg/L~100mg/L。
可选地,所述聚乙烯亚胺的浓度为1.0mL/L~20.0mL/L。
可选地,所述C剂为烷基磺酸盐。其作用是促进铜离子沉积,细化晶粒,具有较高的阴极极化能力,少量添加可以促进毛面迅速起光。
可选地,所述C剂选自3-巯基-1-丙烷磺酸钠、聚二硫二丙烷磺酸钠中的至少一种。
可选地,所述C剂为3-巯基-1-丙烷磺酸钠和聚二硫二丙烷磺酸钠。
可选地,所述3-巯基-1-丙烷磺酸钠的浓度为5.0mg/L~10.0mg/L。
可选地,所述聚二硫二丙烷磺酸钠的浓度为50mg/L~100.0mg/L。
可选地,所述铜源为硫酸铜。
可选地,所述镀液含有硫酸、氯离子、水。
可选地,所述铜源在所述镀液中的含量为350g/L~360g/L。
所述铜源的含量以五水硫酸铜来计算。
可选地,Cu2+在所述镀液中的浓度是80g/L~100g/L。
可选地,所述氯离子在所述镀液中的浓度为20mg/L~40mg/L。
可选地,所述硫酸在所述镀液中的浓度为110g/L~130g/L。
可选地,所述镀液的pH为0.5~1.0。
可选地,电化学反应的条件如下:
电流密度为50A/dm2~70A/dm2
可选地,电流密度独立地选自50A/dm2、60A/dm2、61A/dm2、62A/dm2、63A/dm2、64A/dm2、65A/dm2、66A/dm2、67A/dm2、68A/dm2、69A/dm2、70A/dm2中的任意值或任意两者之间的范围值。
可选地,所述镀液的温度为52℃~58℃。
可选地,电解沉积中,以钛板/辊为阴极,具有钛铱钽涂层的钛板为阳极。
可选地,钛阴极的粗糙度如下:
Ra为0.2μm~0.3μm;
Rz为2.0μm~2.5μm。
可选地,钛阴极表面的晶粒度至少大于等于8级。
可选地,将A剂、B剂、C剂依次加入含有铜源的镀液中,电化学反应得到所述铜箔;
电解沉积中输出电流的波形为微小波动的高精度直流波形。
根据本申请的第三个方面,提供了一种铜箔的应用。
上述所述的制备方法得到的铜箔在锂电池中的应用。
根据本申请的一种实施方式,一种高延铜箔的制备方法,包括以下步骤:
(1)钛阴极表面打磨抛光至表面没有孔隙等缺陷,Ra 0.2μm~0.3μm,Rz 2.0μm~2.5μm,磨痕均匀;优选的,钛阴极表面的晶粒度控制在10~12级,无应力应变层。
其中,机械打磨抛光是用碳化硅抛光轮;优选的,采用320#磨轮(VFN)去除钛板本身较深的划痕;800#(SFN)用于正常清洁;最后用1500#(MF15)精修表面的粗糙度至Ra 0.2μm~0.3μm,Rz 2.0μm~2.5μm。
(2)电解液包括基础镀液和有机添加剂。保持镀液循环,流速0.1~5m3/s,镀液中没有铜颗粒析出。镀液的pH为0.5~1.0,镀液的导电率为150mS/cm~200mS/cm。
其中,所述基础镀液中五水硫酸铜含量为300g/L~360g/L、硫酸含量为100g/L~130g/L,氯离子浓度为10ppm~20ppm,pH 0.5以下,无其他杂质。按350g/L~360g/L的量称取1750g~1800g五水硫酸铜,加入3L的纯水,快速的搅拌充分溶解,温度设置在60℃~65℃。按110g/L~130g/L浓硫酸的加入量,量取250mL~350mL的浓硫酸,缓慢加入上述镀液中,充分混合后,定容至5L,最后加入165~330mg氯化钠,充分混合。
调节温度在52℃~58℃,依次加入所述有机添加剂包括:A剂、B剂、C剂,混合均匀;整个电解沉积过程,溶液中所述添加剂必须在有效范围内,添加剂不足或过量会导致各种铜箔品质问题,无法得到预期性能。
A剂为以下一种或两种:20.0mg/L~200mg/L羟乙基纤维素HEC;20.0mg/L~200mg/L聚乙二醇PEG(为不同分子量混合物,其中的分子量为1000、2000、6000)。
B剂为以下一种或两种:20.0mg/L~200.0mg/L多肽蛋白(胶原蛋白肽);1.0mL/L~20.0mL/L聚乙烯亚胺。
C剂为以下一种或两种:5.0mg/L~10.0mg/L 3-巯基-1-丙烷磺酸钠(MPS),50mg/L~100.0mg/L聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)。
(3)电解沉积铜箔过程,首先将准备好的阴极和阳极正对放入镀液中,阴极和阳极的面积比为1:(1~2),阴阳极间距为10mm~20mm,连接好阴、阳极和电源,设置电源电参数,通电一定时间获得一定厚度的铜沉积层。
具体地,输出的电流波形具有微小矩形波动,初始电流低于或高于平均电流,平均电流密度控制在50A/dm2~70A/dm2
优选的,电流波动的频率为0.1Hz~6Hz,高电平比为85%~95%,波峰波谷的电流值差为平均电流的2%~5%。电流信号爬坡时间为0μs~50μs;脉冲上升时间和脉冲衰减时间为50μs~200μs。
(4)上述铜沉积层经过稀硫酸酸洗、水洗、钝化、烘干等后处理工艺,剥离得到对应厚度铜箔。
优选的,通电时间10s~60s,得到4μm~6μm极薄铜箔。
测试拉伸性能以及表面粗糙度、光泽度,检查针孔情况,卷翘程度等。
用上述方法得到的铜箔,没有针孔,无明显翘曲,性能稳定,微观组织均匀细小,晶内具有高密度相互交截的纳米孪晶组织特征。常温(25℃)抗拉强度达到380MPa~480MPa,延伸率达到10%~15%。
分别在50℃、100℃、150℃、200℃下测试铜箔的力学性能,延伸率达到15%~20%,抗拉强度250MPa~380MPa。
沉积过程中,波动电流产生的拉伸和松弛应力作用、添加剂加速或抑制沉积,两者协同,相互配合。
一般说来,电流大小决定了铜的沉积速度。添加剂的作用在不同电流下可能产生不同的效果。例如提高铜箔表面亮度的光亮剂,在低电流密度区域,光亮剂的行为如同强的加速剂,可使沉积速度变快。而在高的电流密度区,光泽剂选择性脱附,能增加该区的极化电阻。
对于抑制剂,吸附在电极表面能抑制铜沉积速率,电流的密度发生波动,抑制剂的吸附、脱附量发生改变,进而改善金属的分布均匀性。
当电流的波动与有机添加剂结合将会影响阴极表面的极化,同时也会造成低电流密度区域的去极化作用,进而改善金属的分布均匀性。当操作电流密度太大时,极化与去极化效应将会受到限制。
铜箔具有高延伸率的原因使因为,晶粒内孪晶组织快速形核,以互相平行或互相交截的形式长大,在很短的沉积时间内获得高密度的纳米孪晶结构,能够明显的阻碍铜箔烘烤、常温下自退火以及去应力的过程的孪晶片层长大,因此最终可以得到纳米孪晶铜箔,兼具高延伸率、高抗拉强度、高导电性能的特征。
所述高密度纳米孪晶组织不限于基体的晶粒取向,是各向异性的,但也可以通过添加剂的作用进一步获得一定择优取向。
本申请能产生的有益效果包括:
1)本申请所提供的一种铜箔的制备方法,该方法是直流电解沉积铜箔方法的改进,通过改变输出电流的波动幅度来影响添加剂的吸附和掺入,进而影响铜的沉积过程,最后获得具有晶胞细腻、组织均匀细小、晶内孪晶片层互相交截的高密度纳米孪晶电解铜箔;该高密度纳米孪晶电解铜箔无针孔、无翘曲;通过改变波动的幅度,可以明显提高电解铜箔的延伸率;所述高延铜箔的微观组织具有晶粒内互相交截的孪晶片层组织特征,且通过控制工艺参数,可以实现全部晶粒的60%~70%中有这种孪晶组织,孪晶界的比例高达70%~90%,大幅提升了铜箔常温和高温下的塑性,并保持较高的抗拉强度。在生产超薄甚至极薄铜箔上有绝对优势。
附图说明
图1为本申请的矩形波波形示意图,其中,I0指整流器输出的平均电流,Imax指最大电流,Imin指最低电流值,(Imax-Imin)/I0为2%~5%。电流信号从低值上升到高值然后再下降所花费的时间分别称为脉冲上升时间Δt1和脉冲衰减时间Δt2。初始的信号从0到达初始电流设定值的时间,称为爬坡时间,记为Δt0
图2为本申请中实施例1铜箔毛面组织的EBSD图。
图3为本申请中实施例3铜箔截面组织的EBSD图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请,但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明,本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。
本申请的实施例中分析方法如下:
利用双刃裁切刀(JDC,THWING-ALBERT)裁切宽度为0.5英寸的铜箔,然后利用单台拉伸试验机(力试,LD22.502)测试铜箔的拉伸性能。
利用粗糙度仪(Marfurf,PS10)、微型光泽仪(BYK4563)记录铜箔表面粗糙度和光泽度数值值。
利用电解抛光和氩离子抛光分别对铜箔表面和截面进行抛光处理,然后用高性能场发射扫描电镜(Thermo Scientific,Apreo 2S)观察铜箔的表面和截面微观组织,配置OXFORD Symmetry S2探头进行EBSD分析。
实施例1
(1)钛阴极表面打磨抛光至表面没有孔隙等缺陷,Ra 0.25μm,Rz 2.5μm,磨痕均匀,单一方向。
(2)称取1760g五水硫酸铜,加入3L的纯水,快速的搅拌充分溶解,温度设置在60℃。按120g/L浓硫酸的加入量,量取326mL的浓硫酸,缓慢加入上述镀液中,充分混合后,定容至5L,最后加入165mg氯化钠,充分混合得到基础镀液。调节温度在58℃,依次加入所述有机添加剂包括:A剂、B剂、C剂,混合均匀。
A剂为200mg/L聚乙二醇PEG,该PEG混合物由1份PEG1000,1份PEG2000,3份PEG6000混合组成。
B剂为10.0mL/L聚乙烯亚胺。
C剂为10.0mg/L 3-巯基-1-丙烷磺酸钠(MPS)。
镀液的pH为0.5-1.0,镀液的导电率为150-200mS/cm,保持镀液循环,流速0.5m3/s。
(3)电解沉积步骤,将准备好的阴极和阳极正对放入镀液中,阴极和阳极的面积比为1:2,阴阳极间距为10mm,连接好阴、阳极和电源,设置电源电参数如下,通电28s,得到6±0.2μm极薄铜箔。
输出的电流波形具有微小矩形波动,如图1所示,初始电流高于平均电流,平均电流密度控制在60A/dm2。电流波动的频率为0.5Hz(图1中T=2000ms),高电平比为92%(tImax/T=92%),波峰波谷的电流值差为平均电流的5%((Imax-Imin)/I0为5%)。电流信号爬坡时间为10μs;脉冲上升时间和脉冲衰减时间为50μs。
(4)上述铜沉积层经过稀硫酸酸洗、水洗、钝化、烘干等后处理工艺,剥离得到对应厚度铜箔。
测试常温下的拉伸性能以及表面粗糙度、光泽度,检查针孔情况,翘曲等。
分别在50℃、100℃、150℃、200℃下测试铜箔的拉伸性能。
由图2可知,铜箔毛面的晶粒内可以清晰的看到孪晶片层结构,图中灰色为基体,黑色和白色的条状即为不同取向的孪晶片层,孪晶片层厚度为50-200nm,孪晶片层互相平行,或者相互交截,夹角为70°~90°。
根据EBSD结果,统计孪晶比例,(111)60°孪晶界占比约72.5%。
实施例2
实施例2与实施例1的不同在于,所述添加剂种类和含量不同,即:
A剂为200mg/L聚乙二醇PEG,该PEG混合物由1份PEG1000,1份PEG2000,8份PEG6000混合组成。
B剂为100.0mg/L多肽蛋白(胶原蛋白肽)。
C剂为50mg/L聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)。
其他步骤同实施例1。
实施例3
实施例3与实施例1的不同在于,所述电流波动参数不同,即:
输出的电流波形具有微小矩形波动,如图1所示,但是初始电流低于平均电流,平均电流密度控制在68A/dm2。电流波动的频率为2Hz(图1中T=500ms),高电平比为85%(tImax/T=85%),脉冲上升时间和脉冲衰减时间为100μs。
通电25s,得到6±0.2μm极薄铜箔。
其他步骤同实施例1。
由图3可知,根据截面EBSD结果,统计孪晶比例,(111)60°孪晶界占比约70.3%。
对比例1
对比例1与上述实施例1的不同在于,所述电流波动参数在所述参数之外,即:
电流波动的频率为500Hz(图1中T=2ms),高电平比为50%(tImax/T=50%),电流信号爬坡时间为1000μs。
通电30s,得到6±0.2μm极薄铜箔。
其他步骤同实施例1。
对比例2
在实施例1的基础上,仅改变步骤(2)中不加入有机添加剂,其他步骤同实施例1,
通电30s,得到6±0.2μm极薄铜箔。
其他步骤同实施例1。
分析例
对实施例1~3和对比例1、2进行拉伸性能测试以及表面粗糙度、光泽度,检查针孔情况,翘曲等。测试方法按《GB/T 228.1-201金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》以及《GB/T 29847-2013印制板用铜箔试验方法》》进行。
实施例1~3和对比例1、2的差别:
实施例1:铜箔的强度:410MPa,屈服强度380MPa,延伸率11.2%;
实施例2:铜箔的强度:398MPa,屈服强度366MPa,延伸率14.8%;
实施例3:铜箔的强度:460MPa,屈服强度424MPa,延伸率13.6%;
对比例1:铜箔的强度:345MPa,屈服强度307MPa,延伸率7.6%;
对比例2:铜箔的强度:365MPa,屈服强度323MPa,延伸率9.1%。
常温(25℃)抗拉强度达到380MPa~480MPa,延伸率达到10%~15%,如表1所示。
分别在50℃、100℃、150℃、200℃下测试铜箔的力学性能,实施例1~3的延伸率达到15%~20%,抗拉强度250MPa~380MPa;对比例1、2的延伸率达到8%~10%,抗拉强度220MPa~280MPa。
表1测试结果
Figure BDA0003994456700000111
以上所述,仅是本申请的几个实施例,并非对本申请做任何形式的限制,虽然本申请以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限制本申请,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本申请技术方案的范围内,利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例,均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种高延电解铜箔的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将含有铜源、有机添加剂的镀液,电化学反应得到所述铜箔;
电化学反应中输出电流的波形为微小波动的高精度直流波形。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述输出电流的波动幅度在平均电流的2%~5%;
优选地,所述输出电流的频率为0.1Hz~6Hz;
优选地,所述输出电流的高电平比为85%~95%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,电流信号的爬坡时间为0μs~50μs;
优选地,脉冲上升的时间和脉冲衰减的时间为10μs~1000μs;
优选地,所述输出电流的波形为矩形;
优选地,所述输出电流的波形由单条、多条波形叠加和/或并联得到。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述有机添加剂选自A剂、B剂、C剂中的至少一种;
优选地,所述A剂为聚醚类表面活性剂;
优选地,所述A剂选自羟乙基纤维素、聚乙二醇中的至少一种;
优选地,所述聚乙二醇为不同分子量的混合物;分子量为1000~6000;
优选地,所述羟乙基纤维素的浓度为20mg/L~200mg/L;
优选地,所述聚乙二醇的浓度为20mg/L~200mg/L。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述B剂为带正电的阳离子;
优选地,所述B剂选自多肽蛋白、聚乙烯亚胺中的至少一种;
优选地,所述多肽蛋白的分子量为50~200;
优选地,所述多肽蛋白的浓度为20mg/L~100mg/L;
优选地,所述聚乙烯亚胺的浓度为1.0mL/L~20.0mL/L。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述C剂为烷基磺酸盐;
优选地,所述C剂选自3-巯基-1-丙烷磺酸钠、聚二硫二丙烷磺酸钠中的至少一种;
优选地,所述C剂为3-巯基-1-丙烷磺酸钠和聚二硫二丙烷磺酸钠;
优选地,所述3-巯基-1-丙烷磺酸钠的浓度为5.0mg/L~10.0mg/L;
优选地,所述聚二硫二丙烷磺酸钠的浓度为50.0mg/L~100.0mg/L。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铜源为硫酸铜;
优选地,所述镀液含有硫酸、氯离子、水;
优选地,所述铜源在所述镀液中的含量为350g/L~360g/L;
优选地,所述氯离子在所述镀液中的浓度为10mg/L~20mg/L;
优选地,所述镀液的pH为0.5~1.0;
优选地,所述硫酸在所述镀液中的浓度为110g/L~130g/L。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,电化学反应的条件如下:
电流密度为50A/dm2~70A/dm2
优选地,所述镀液的温度为52℃~58℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,电化学反应中,以钛板/辊为阴极,具有钛铱钽涂层的钛板为阳极;
优选地,钛阴极的粗糙度如下:
Ra为0.2μm~0.3μm;
Rz为2.0μm~2.5μm;
优选地,钛阴极表面的晶粒度至少大于等于8级;
优选地,包括以下步骤:
DD221042I
将A剂、B剂、C剂依次加入含有铜源的镀液中,电化学反应得到所述铜箔;
电解沉积中输出电流的波形为微小波动的高精度直流波形。
10.权利要求1~9任一项所述的制备方法得到的铜箔在锂电池中的应用。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4468293A (en) * 1982-03-05 1984-08-28 Olin Corporation Electrochemical treatment of copper for improving its bond strength
US4515671A (en) * 1983-01-24 1985-05-07 Olin Corporation Electrochemical treatment of copper for improving its bond strength
US20030010642A1 (en) * 1999-10-15 2003-01-16 Taylor E. Jennings Sequential electrodeposition of metals using modulated electric fields for manufacture of circuit boards having features of different sizes
JP2004346394A (ja) * 2003-05-23 2004-12-09 Ikex Kogyo:Kk 金属の電着方法
CN110629257A (zh) * 2019-07-05 2019-12-31 九江德福科技股份有限公司 一种高抗拉锂电铜箔的制造方法
CN113802158A (zh) * 2021-10-21 2021-12-17 东莞市康迈克电子材料有限公司 一种电镀液及其应用、镀铜工艺及镀件
CN114875457A (zh) * 2022-04-13 2022-08-09 广东腐蚀科学与技术创新研究院 一种铜箔及其制备方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4468293A (en) * 1982-03-05 1984-08-28 Olin Corporation Electrochemical treatment of copper for improving its bond strength
US4515671A (en) * 1983-01-24 1985-05-07 Olin Corporation Electrochemical treatment of copper for improving its bond strength
US20030010642A1 (en) * 1999-10-15 2003-01-16 Taylor E. Jennings Sequential electrodeposition of metals using modulated electric fields for manufacture of circuit boards having features of different sizes
JP2004346394A (ja) * 2003-05-23 2004-12-09 Ikex Kogyo:Kk 金属の電着方法
CN110629257A (zh) * 2019-07-05 2019-12-31 九江德福科技股份有限公司 一种高抗拉锂电铜箔的制造方法
CN113802158A (zh) * 2021-10-21 2021-12-17 东莞市康迈克电子材料有限公司 一种电镀液及其应用、镀铜工艺及镀件
CN114875457A (zh) * 2022-04-13 2022-08-09 广东腐蚀科学与技术创新研究院 一种铜箔及其制备方法和应用

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