一种节能电解铜箔制备方法及电解铜箔用添加剂与流程

本发明涉及电解铜箔，尤其涉及一种电解铜箔制备方法及电解铜箔用添加剂。

背景技术：

1、电解铜箔行业，耗电量最大的工序为电解工序，硫酸铜在阳极板通电作用下，发生离子迁移，在阴极辊上析出铜箔。大电流、低电压施加电载荷为普遍方式，此过程耗电量大，如锂电铜箔6微米、8微米产品，吨消耗电流8000-12000度。影响槽压方式有极距、接触传导导电材质、电解液温度、电解液杂质含量、铜离子浓度、硫酸浓度、氢离子浓度、钠离子浓度、电解液循环量、阳极板涂层质量等。

2、鉴于目前生产锂电铜箔电耗成本较高，且当溶铜铺底铜过多时，溶铜的效率较慢，使得综合生产成本较高。由此提出提高电解液的温度来加快溶铜速率，加速铜离子的扩散速率、提高电解液的导电性能、减少电解液电阻，起到降低生箔槽电压的作用，大大减少了电耗成本。但是，提高电解液温度会伴随着系统中小分子量添加剂的消耗量也会随之增加；同时，当电解液的温度超出了小分子量添加剂失效温度时，加入到电解液中的添加剂会面临失效的风险，从而导致添加剂在应用过程中没有起到晶粒细化、整平、光亮等作用效果，进而使得铜箔成品出现各种箔面缺陷，大大降低了生箔车间的生产效率。

3、2008年，赵玲艳等人[电解铜箔工艺条件及其添加剂的实验研究]研究了电解铜箔在40-45℃、50-55℃、60-65℃温度下，随着温度的升高，电解液中的分子热运动会增大，扩散得快，易于形核。但同时温度的升高也会影响晶核的长大，使铜箔的晶粒过分长大，影响表面粗糙，同时造成厚度不均，电流密度大的地方沉积快，电流密度小的地方薄而有针孔，均镀能力差。最终试验结果显示，在通空气搅拌的条件下，温度为50～55℃，电流密度为45～50a/dm2下，进行电解铜箔的电解沉积，工艺条件最佳。2019年，程曦等人[电解工艺对电解铜箔组织与性能影响的研究]研究结果显示，当电解液温度为48-56℃时，厚度为12μm的电解铜箔，随着温度的升高，铜箔表面粗糙度减小；当温度小于50℃时，铜箔晶粒尺寸减小，强度及延伸率增加；当温度大于50℃时，铜箔晶粒尺寸增大，强度及延伸率减小；温度在50℃时，铜箔力学性能最优，抗拉强度为360mpa，延伸率为4.5％。2021年7月，宋言等人[电解铜箔生产工艺条件对其性能的影响]探究了电解液温度对铜箔性能的影响，在43-58℃温度下，随温度升高，材料的抗拉强度先降低后略微升高，延伸率逐渐升高，粗糙度逐渐增大，光泽度降低，厚度增大。并选取了45℃、51℃和58℃不同温度下制备铜箔样品，对毛面进行sem观察，随着温度升高，表面平整性降低，逐渐变得粗糙，这意味着晶粒尺寸增大，细化作用减弱，进一步说明了温度的影响。以上研究均未涉及提温下槽压变化，也未公开一定温度下的新型添加剂能保证铜箔物性不发生变化。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是如何在保证铜箔物性不受影响的前提下提高电解液的导电性能，降低生箔槽电阻、进而使得槽电压下降，为此提供一种节能电解铜箔制备方法及电解铜箔用添加剂。

2、本发明的技术方案是：一种节能电解铜箔制备方法，包括以下步骤：将硫酸铜电解液的温度设在55℃-65℃，向电解液中加入添加剂，所述添加剂包括耐温大分子量抑制剂、晶粒细化剂、分散剂和中抗剂。

3、上述方案中所述耐温大分子量抑制剂是中分子量、大分子量胶原蛋白中的一种或两种组合。

4、上述方案中所述晶粒细化剂是聚二硫二丙烷磺酸钠、n,n二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-巯基-1-丙烷磺酸钠中的两种或三种组合。

5、上述方案中所述分散剂是羟乙基纤维素、聚乙二醇中的一种或两种组合。

6、上述方案中所述中抗剂是羟基磺酸钠。

7、电解铜箔用添加剂，包括：耐温大分子量抑制剂、晶粒细化剂、分散剂和中抗剂，所述耐温大分子量抑制剂是中分子量、大分子量胶原蛋白中的一种或两种组合，所述晶粒细化剂是聚二硫二丙烷磺酸钠、n,n二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-巯基-1-丙烷磺酸钠中的两种或三种组合，所述分散剂是羟乙基纤维素、聚乙二醇中的一种或两种组合，所述中抗剂是羟基磺酸钠。

8、本发明的有益效果是提高电解液温度，促进铜离子快速迁移、促进铜离子沉积；同时电解液温度高，溶铜时可依靠自身循环热量升温，进而使得溶铜效率增加，起到降低能耗的作用；同时结合多种耐温大分子量抑制剂、晶粒细化剂、分散剂和中抗剂添加剂的作用下，能够防止箔面发白、氧化等异常现象，同时可以加快溶铜速率，加速铜离子的沉积速度、提高电解液的导电性能，降低生箔槽电阻、进而使得槽电压下降5-20％，最终起到增加生产效益和降低电耗成本的作用。

技术特征：

1.一种节能电解铜箔制备方法，其特征是：包括以下步骤：将硫酸铜电解液的温度设在55℃-65℃，向电解液中加入添加剂，所述添加剂包括耐温大分子量抑制剂、晶粒细化剂、分散剂和中抗剂。

2.如权利要求1所述的一种节能电解铜箔制备方法，其特征是：所述耐温大分子量抑制剂是中分子量、大分子量胶原蛋白中的一种或两种组合。

3.如权利要求1所述的一种节能电解铜箔制备方法，其特征是：所述晶粒细化剂是聚二硫二丙烷磺酸钠、n,n二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-巯基-1-丙烷磺酸钠中的两种或三种组合。

4.如权利要求1所述的一种节能电解铜箔制备方法，其特征是：所述分散剂是羟乙基纤维素、聚乙二醇中的一种或两种组合。

5.如权利要求1所述的一种节能电解铜箔制备方法，其特征是：所述中抗剂是羟基磺酸钠。

6.电解铜箔用添加剂，其特征是：包括：耐温大分子量抑制剂、晶粒细化剂、分散剂和中抗剂，所述耐温大分子量抑制剂是中分子量、大分子量胶原蛋白中的一种或两种组合，所述晶粒细化剂是聚二硫二丙烷磺酸钠、n,n二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-巯基-1-丙烷磺酸钠中的两种或三种组合，所述分散剂是羟乙基纤维素、聚乙二醇中的一种或两种组合，所述中抗剂是羟基磺酸钠。

技术总结
本发明公开了一种节能电解铜箔制备方法及电解铜箔用添加剂，包括以下步骤：将硫酸铜电解液的温度设在55℃‑65℃，向电解液中加入添加剂，所述添加剂包括耐温大分子量抑制剂、晶粒细化剂、分散剂和中抗剂。本发明的有益效果是提高电解液温度，促进铜离子快速迁移、促进铜离子沉积；同时电解液温度高，溶铜时可依靠自身循环热量升温，进而使得溶铜效率增加，起到降低能耗的作用；降低生箔槽电阻、进而使得槽电压下降5‑20%，最终起到增加生产效益和降低电耗成本的作用。

技术研发人员：林恒先,曹露,曹盛强,黄林,黄国平
受保护的技术使用者：广西华创新材铜箔有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15