4微米無載體電解銅箔用添加劑、製備方法及其應用的製作方法
2023-07-07 01:05:46 1
4微米無載體電解銅箔用添加劑、製備方法及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種4微米無載體電解銅箔用添加劑，其包括以下重量比的原料組分：乙撐硫脲10～15mg/L；羥乙基纖維素70～80mg/L；聚乙二醇45～55mg/L；乙基二硫代碳酸丙酯磺酸鉀90～110mg/L；N.N‐二甲基硫代氬基甲基醯基丙烷磺酸鈉160～190mg/L。本發明還公開該添加劑製備方法及其應用。本4微米無載體電解銅箔用添加劑可減低電解銅箔毛面粗糙度、增加晶粒的結晶密度、並增加抗拉強度、抗剝離強度。通過合理添加本添加劑，製備的銅箔質量可達：單位面積重量36±2g/mm2、常溫抗拉強度≥30Kg/mm2、常溫延伸率≥3%、高溫抗拉強度≥20Kg/mm2、高溫延伸率≥4%、表面粗糙度Ra≤0.3μm、Rz:0.6～1.0μm。
【專利說明】4微米無載體電解銅箔用添加劑、製備方法及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及電解銅製造【技術領域】，具體涉及用於製備4微米鋰離子電池負極集流體電解銅箔的添加劑、製備方法及其應用。
【背景技術】
[0002]電解銅箔作為電子基礎材料，主要用於印刷線路板PCB上，但隨著90年代初日本索尼開發成功鋰離子電池，電解銅箔的另一用途即鋰離子負極集流體。鋰離子電池主要用於筆記本電腦、手機、數碼像機、MP3等電子產品。
[0003]目前鋰電池已逐步向電動自行車、電動汽車等領域拓展，新能源汽車的發展被各國提到前所未有的高度，作為核心部件的動力鋰電池擁有巨大的市場增長空間，且負極集流體電解銅箔的厚度要求小於10μ以下，以增大單位體積、質量鋰電池的容量。
[0004]鋰電池的負極集流體由銅箔製造，銅箔在鋰電池內既當負極碳粉材料的載體，又充當電子收集與傳輸體，因此鋰電池在發展初期，選擇壓延銅箔來製作電池負極集流體，隨著鋰電池生產技術的進步和電解銅箔質量的提高，目前國外大部分鋰電池廠家都採用電解銅箔製作電池集流體。
[0005]近年來國產電解銅箔替代進口銅箔在鋰電池上應用的技術研究工作已取得突破性進展。添加劑對電解銅箔的貌態及組織結構起到很大的影響。
[0006]目前用於生產電解銅箔的添加劑有：1.無機添加劑，比如含砷、銻的無機添加劑，用於加大陰極極化和抑制金屬異常生長以提高銅箔的彈性、強度、硬度和平滑感；2.有機添加劑，比如水解動物蛋白粉（明膠)和PEG，用於改善銅箔毛面峰谷形狀。明膠或PEG在常溫或高溫下的伸長率劇烈下降，因此作為印刷線路板用會導致銅箔的性能下降。隨著電子工業的發展，尤其是現在印刷線路的高密度和細窄電路，要求銅箔有高的抗拉強度、延伸率和低的粗糙度，選擇和設計特定功能的添加劑就很重要。含砷、銻的添加劑有毒，對環境、人體有害，並且此類金屬價格高，勢必造成銅箔成本高。因此，目前，添加劑主要朝著更加環保、價格低廉的方向發展。
[0007]目前，製備高性能的電解銅箔，尤其是適用超薄銅箔如4μ m以下的銅箔，其技術瓶頸在於電解銅箔的耐高溫，面粗糙度，抗拉強度等。本發明針對此，主要從製備銅箔用的添加劑方面入手，克服這些技術難點。
【發明內容】
[0008]針對現有技術不足，本發明的目的是，提供一種配比合理、性能優良的4微米無載體電解銅箔用添加劑；
[0009]本發明的目的還在於，提供一種上述4微米無載體電解銅箔用添加劑的製備方法，其工藝緊湊，溫度條件易於控制，成本低。
[0010]本發明的目的還在於，提供該添加劑的應用。
[0011]本發明為實現上述目的所採用的技術方案為：一種4微米無載體電解銅箔用添加劑，其特徵在於，其包括以下重量比的原料組分：
[0012]
【權利要求】
1.一種4微米無載體電解銅箔用添加劑，其特徵在於，其包括以下重量比的原料組分：
2.根據權利要求1所述的4微米無載體電解銅箔用添加劑，其特徵在於，所述乙撐硫脲、羥乙基纖維素、聚乙二醇、乙基二硫代碳酸丙酯磺酸鉀、N. N - 二甲基硫代氬基甲基醯基丙烷磺酸鈉的重量比為12. 5 ：75 ：50 :100 ：
175mg/L。
3.根據權利要求1所述4微米無載體電解銅箔用添加劑的製備方法，其特徵在於，其包括以下步驟： (1)按如下重量比稱取各原料組分：乙撐硫脲10~15;羥乙基纖維素70~80 ;聚乙二醇45~55 ;乙基二硫代碳酸丙酯磺酸鉀90~110 ；N. N - 二甲基硫代氬基甲基醯基丙烷磺酸鈉160~190 ； (2)將步驟（I)所稱取的乙撐硫脲、羥乙基纖維素、聚乙二醇、乙基二硫代碳酸丙酯磺酸鉀、N. N -二甲基硫代氬基甲基醯基丙烷磺酸鈉溶解於aL恆溫40~50°C的熱水中，使下列各組分的濃度範圍是：乙撐硫脲10~15mg/L、輕乙基纖維素70~80mg/L、聚乙二醇45~55mg/L、乙基二硫代碳酸丙酯磺酸鉀90~110mg/L、N. N -二甲基硫代氬基甲基醯基丙烷磺酸鈉160~190mg/L,製得4微米無載體電解銅箔用添加劑； 所述a取值為正數。
4.根據權利要求3所述的4微米無載體電解銅箔用添加劑的製備方法，其特徵在於，所述步驟（I)中，乙撐硫脲、羥乙基纖維素、聚乙二醇、乙基二硫代碳酸丙酯磺酸鉀、N. N-二甲基硫代氬基甲基醯基丙烷磺酸鈉的具體重量比為12. 5:75:50:100:175。
5.根據權利要求3所述的4微米無載體電解銅箔用添加劑的製備方法，其特徵在於，所述步驟（2)中，熱水的溫度為45°C。
6.根據權利要求3所述的4微米無載體電解銅箔用添加劑的製備方法，其特徵在於，所述步驟（2)還包括以下步驟：攪拌20-40min，使各組分充分溶解。
7.—種權利要求1所述4微米無載體電解銅箔用添加劑的應用，其特徵在於，其用於製備4 μ m鋰離子電池負極集流體電解銅箔。
8.根據權利要求7所述4微米無載體電解銅箔用添加劑的應用，其特徵在於，其包括如下步驟：在製備電池負極集流體電解銅箔時，在電解液電解過程逐次添加所述的電解銅箔用添加劑，其添加量和添加速度為20~60mL/min。
9.根據權利要求7所述4微米無載體電解銅箔用添加劑的應用，其特徵在於，所述電解液為：電解液銅含量60-80g/L ;硫酸含量100-120g/L ;氯離子含量85~95mg/L。
【文檔編號】C25D3/38GK103834972SQ201410046767
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月10日 優先權日:2014年2月10日
【發明者】陳韶明 申請人:東莞華威銅箔科技有限公司