一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法与流程

本发明属于电解铜箔，具体涉及一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法。

背景技术：

1、电解铜箔是通过将硫酸和硫酸铜的水溶液作为电解液充满阴极辊和阳极板之间，通入电流后铜连续沉积在阴极辊表面形成的铜箔。与阴极辊接触的一面称为光面，另外一面称为毛面，此时的电解铜箔称为生箔或者原箔。

2、根据的不同用途，电解铜箔主要分为电子电路铜箔和锂电铜箔，不同用途的电解铜箔对其性能要求不同，用于电子电路基板的铜箔，其需要稳定的抗拉强度、较高的抗剥离强度、耐化学性和抗氧化性等。用于二次电池的负极材料的锂电铜箔，其要求具有高抗拉强度和延伸率，用于耐受电极材料的膨胀收缩所产生的强应力。

3、电子电路铜箔和锂电铜箔的抗拉强度和延伸率的物理性能都是由生箔决定的，因此，调控生箔物性是提升电解铜箔相关物性(抗拉强度、延伸率等)的必经之路，而添加剂又是控制生箔物性的最重要手段之一。

4、添加剂通过影响铜离子沉积反应速率改变镀层的微观结构和形貌，从而调控电解铜箔的各项性能指标。虽然很多添加剂配方可以得到新制的电解生箔抗拉强度高，但强度不能持续稳定，甚至有的产品还面临严重的卷曲或翘曲，需要放置一段时间或烘烤后翘曲才可能降低，影响收箔成卷及后处理的生产进程。

5、基于以上技术问题，研发人员提出了一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，以解决现有电解铜箔的添加剂配方制得的高抗拉强度的电解生箔，其性能无法持续稳定的问题。

2、为了解决以上问题，本发明技术方案为：

3、一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，其特征在于：该方法为以下步骤：

4、s1、电解液的制备：

5、将金属铜线加入含硫酸的溶铜罐中，用螺杆风机鼓入高温空气，使其溶解生产硫酸-硫酸铜水溶液，经过多级过滤进入到电解液罐中，在此电解液中加入添加剂a、b、c、d四种中的至少三种的添加剂溶液后混和均匀；

6、添加剂a、b、c、d的具体物质及含量为：

7、添加剂a：氨基酸类化合物、高半胱氨酸或谷胱甘肽(还原型和氧化型)一种或多种10-50ppm；

8、添加剂b：聚氧乙烯醚磺酸盐类化合物5-15ppm；

9、添加剂c：含硫磺酸盐类化合物0-15ppm；

10、添加剂d：氯离子10-35ppm；

11、s2、生箔电解：

12、将s1中混合后的含有添加剂的电解液经换热器换热后输送到生箔机进行电解，得到不同厚度的电解铜箔。

13、进一步的，添加剂a中氨基酸类化合物包括酸性氨基酸、碱性氨基酸、含芳香族的氨基酸、非极性脂肪族氨基酸和极性中性氨基酸；

14、其中，酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸；

15、碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸；

16、含芳香族的氨基酸：酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸；非极性脂肪族氨基酸：异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸、缬氨酸；

17、极性中性氨基酸：谷氨酰胺、半胱氨酸、天冬酰胺、丝氨酸、苏氨酸。

18、进一步的，添加剂b中聚氧乙烯醚磺酸盐类化合物为：烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠、脂肪胺聚氧乙烯醚磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠，以上物质中的其中一种。

19、进一步的，添加剂c中含硫磺酸盐类化合物为聚二硫二丙烷磺酸钠、噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠、n，n-二甲基二硫代丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠、巯基丙烷磺酸钠、苯基二硫丙烷磺酸钠、二甲基甲酰胺基丙烷磺酸钠，以上物质中的其中一种。

20、进一步的，s1中进入到电解液罐中的电解液中，铜离子浓度为94g/l；硫酸浓度为120g/l。

21、进一步的，s2中换热器温度设定为55℃；输送流量为50m3/h；在40a/dm2电流密度下进行电解。

22、进一步的，s2中制备得到的电解铜箔厚度为2.5-70μm。

23、进一步的，s2中制备得到的电解铜箔用于二次电池的负极材料。

24、进一步的，s2中制备得到的电解铜箔用于电子电路基板。

25、本发明的有益效果如下：

26、(1)本发明给出的添加剂配方可生产出具有持续性的高抗拉电解铜箔。该添加剂配方包含之前我司用于制备低轮廓铜箔的添加剂，其中的谷胱甘肽是在我司专利《一种低轮廓电解铜箔添加剂及其应用》cn202210833659.x中创造性引入的物质，用于制备低轮廓铜箔的添加剂，但值得关注的是，在本申请中拓展了添加剂部分物质的应用范围，将其应用范围从原有的降低铜箔轮廓度，拓展到搭配其它添加剂搭，组合后克服现有技术生产铜箔的高抗拉强度性能无法持续稳定，翘曲严重的问题，实现更高抗拉强度且稳定的低轮廓铜箔。

27、同时，创造性地引入氨基酸类化合物，此类化合物都含有氨基和羧基，可以与铜离子形成络合物，从而有效地调控铜的微观晶体结构，实现铜箔的高抗拉强度和稳定性。

28、(2)本发明方法制备出的电解铜箔抗拉强度在500mpa以上；且室温放置3天后或高温陈化(210℃，1h)后，抗拉强度也维持在500mpa以上，且可以很好地解决翘曲严重的问题，

29、此外，用于制备该高抗拉铜箔的添加剂配方组成简单；材料易得、成本可控、便于管控；可以大大减少生产风险，提高生产良品率。用于常规的电解中时，工艺参数不用做大幅调整，在现有生产设备的基础上就可以实现优异性能电解铜箔的制造，工业化量产低。

30、(3)因本发明制备所得电解铜箔具备可持续的高抗拉强度和延伸率，用于电子电路基板和二次电池的负极材料时，都有出色表现。

技术特征：

1.一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，其特征在于：该方法为以下步骤：s1、电解液的制备：

2.如权利要求1所述的一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，其特征在于：所述添加剂a中氨基酸类化合物包括酸性氨基酸、碱性氨基酸、含芳香族的氨基酸、非极性脂肪族氨基酸和极性中性氨基酸；

3.如权利要求1所述的一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，其特征在于：所述添加剂b中聚氧乙烯醚磺酸盐类化合物为：烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠、脂肪胺聚氧乙烯醚磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠，以上物质中的其中一种。

4.如权利要求1所述的一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，其特征在于：所述添加剂c中含硫磺酸盐类化合物为聚二硫二丙烷磺酸钠、噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠、n，n-二甲基二硫代丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠、巯基丙烷磺酸钠、苯基二硫丙烷磺酸钠、二甲基甲酰胺基丙烷磺酸钠，以上物质中的其中一种。

5.如权利要求1所述的一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，其特征在于：s1中进入到电解液罐中的电解液中，铜离子浓度为94g/l；硫酸浓度为120g/l。

6.如权利要求1所述的一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，其特征在于：s2中换热器温度设定为55℃；输送流量为50m3/h；在40a/dm2电流密度下进行电解。

7.如权利要求1所述的一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，其特征在于：s2中制备得到的电解铜箔厚度为2.5-70μm。

8.如权利要求1-7任一项所述的一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，其特征在于：s2中制备得到的电解铜箔用于二次电池的负极材料。

9.如权利要求1-7任一项所述的一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，其特征在于：s2中制备得到的电解铜箔用于电子电路基板。

技术总结
本发明公开了一种持续性高抗拉电解铜箔的制造方法，属于电解铜箔技术领域，以解决现有电解铜箔的添加剂配方制得的高抗拉强度的电解生箔，其性能无法持续稳定的问题。方法包括电解液的制备、生箔电解。本发明方法制备出的电解铜箔抗拉强度在500MPa以上；且室温放置3天后或高温陈化(210℃，1h)后，抗拉强度也维持在500MPa以上，且可以很好地解决翘曲严重的问题；此外，用于制备该高抗拉铜箔的添加剂配方组成简单、材料易得、成本可控、便于管控，可以大大减少生产风险，提高生产良品率。用于常规的电解中时，工艺参数不用做大幅调整，在现有生产设备的基础上就可以实现优异性能电解铜箔的制造，工业化量产低。

技术研发人员：齐素杰,杨红光,齐朋伟,吴帮正,朱洪波,熊红旭,金荣涛
受保护的技术使用者：九江德福科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14