一种可控超薄锂电铜箔光泽度的添加剂及铜箔制备工艺的制作方法

本发明属于制备锂电铜箔的，具体为一种可控超薄锂电铜箔光泽度的添加剂及铜箔制备工艺。

背景技术：

1、锂离子电池具有能量密度高、比容量高、工作电压高、自放电小和无记忆效应等特点，是目前使用最广泛的储能装置，在3c产品、新能源动力汽车、两轮电动车、航空航天和医疗设备等领域中大量应用。锂电铜箔是锂离子电池中扮演着负极集流体的角色，起着电子传导、离子传导和机械支撑的作用。为适应锂离子电池的能量密度和循环稳定性不断提高的需求，锂电铜箔需要在轻薄度和光泽度上有所改善。一般来说，锂电铜箔的光泽度主要涉及到两个方面：一是电极材料的附着性，二是电池的性能和循环寿命。

2、电极材料的附着性：锂电铜箔的表面光泽度直接影响到负极活性材料与其之间的附着性。较好的光泽度通常意味着表面比较平滑，这有助于活性材料均匀地附着在铜箔上，形成更均匀的电极结构。这样可以提高电子的传导效率，减小电阻，从而提高电池的性能。

3、提高电池性能和循环寿命：光泽度的调节还可以影响电池的循环稳定性。过高或过低的光泽度都可能导致活性材料与箔的结合不牢固，影响电极的稳定性，甚至导致电极剥落或开裂。因此，通过适当调节光泽度，可以获得更好的电池性能和更长的循环寿命。

4、为解决锂电铜箔存在的光泽度差的问题，需要改变锂电铜箔的微观结构，现有技术可以通过调控电解液中的铜离子浓度、酸浓度、电流密度以及添加剂成分等方式来实现，其中改变电解液中的添加剂成分是最主要的一种方法。添加剂能够通过改变电沉积铜单质的微观结构来调空锂电铜箔的性能。现在锂电铜箔制造过程中所用的添加剂，大都有光亮剂、走位剂(润湿剂)和整平剂三种。因此，选用三种添加剂的成分和含量以制造出最佳光泽度的超薄锂电铜箔，是本技术领域亟待解决的课题。

技术实现思路

1、一种可控超薄锂电铜箔光泽度的添加剂，包含光亮剂、润湿剂、整平剂和ups；所述光亮剂为mps、2-mp、dps、hp、sps和硫脲中至少一种；润湿剂为peg和eo中至少一种，整平剂成分为苯并三氮唑，聚乙烯亚胺、jgb、pam和明胶中至少一种。ups为3-硫-异硫脲丙磺酸化合物。

2、优选的，所述光亮剂以水溶液的形式存在，其浓度为5-15gl-1。

3、优选的，所述润湿剂以水溶液的形式存在，其浓度为5-15gl-1。

4、优选的，所述整平剂以水溶液的形式存在，其浓度为1-5gl-1。

5、优选的，所述ups以水溶液的形式存在，其浓度为5-15gl-1。

6、本发明还提供了一种铜箔制备工艺，包含溶铜制液、电解生箔和防氧化处理的工序。

7、优选的，所述溶铜制液工序中，铜离子含量控制在85-95gl-1，硫酸含量控制在90-100gl-1，氯离子含量控制在25-35ppm，电解液温度控制在50-60℃。

8、优选的，所述电解生箔工序中，添加剂中的光亮剂含量为6ppm，润湿剂的含量为5ppm，整平剂的含量为2.5-3ppm，ups的含量为0-15ppm；电解的电流密度为7000am-2。

9、优选的，采用常规的防氧化处理方法。

10、优选的，所述超薄锂电铜箔的光泽度为140-300gs，抗拉强度为300-400mpa，延伸率为1-5％。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过选取合适配比的添加剂组合，实现最佳光泽度的超薄锂电铜箔的制造。添加剂中的光亮剂一般是含硫基团的化合物，其只有与其他添加剂同时存在并发生协同作用时，才能发挥光亮作用，用于调控铜箔表面的光亮性。cl-能够与含硫添加剂和铜离子结合并形成桥连，加快物质传输，提高铜离子的的沉积速率。在硫酸铜和硫酸的混合溶液中添加cl-的基础上，选用添加剂的成分和含量来制造可控光泽度的超薄锂电铜箔。

技术特征：

1.一种可控超薄锂电铜箔光泽度的添加剂，其特征在于：包含光亮剂、润湿剂、整平剂和ups；所述光亮剂为mps、2-mp、dps、hp、sps和硫脲中至少一种；润湿剂为peg和eo中至少一种，整平剂成分为苯并三氮唑，聚乙烯亚胺、jgb、pam和明胶中至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种可控超薄锂电铜箔光泽度的添加剂，其特征在于：所述光亮剂以水溶液的形式存在，其浓度为5-15gl-1。

3.根据权利要求1所述的一种可控超薄锂电铜箔光泽度的添加剂，其特征在于：所述润湿剂以水溶液的形式存在，其浓度为5-15gl-1。

4.根据权利要求1所述的一种可控超薄锂电铜箔光泽度的添加剂，其特征在于：所述整平剂以水溶液的形式存在，其浓度为1-5gl-1。

5.根据权利要求1所述的一种可控超薄锂电铜箔光泽度的添加剂，其特征在于：所述ups以水溶液的形式存在，其浓度为5-15gl-1。

6.一种根据权利要求1-5任意一项所述的铜箔制备工艺，其特征在于：包含溶铜制液、电解生箔和防氧化处理的工序。

7.根据权利要求6所述的铜箔制备工艺，其特征在于：所述溶铜制液工序中，铜离子含量控制在85-95gl-1，硫酸含量控制在90-100gl-1，氯离子含量控制在25-35ppm，电解液温度控制在50-60℃。

8.根据权利要求6所述的铜箔制备工艺，其特征在于：所述电解生箔工序中，添加剂中的光亮剂含量为6ppm，润湿剂的含量为5ppm，整平剂的含量为2.5-3ppm，ups的含量为0-15ppm；电解的电流密度为7000am-2。

9.根据权利要求6所述的铜箔制备工艺，其特征在于：所述防氧化处理工序中，采用常规的防氧化处理方法。

10.根据权利要求9所述的铜箔制备工艺，其特征在于：所述超薄锂电铜箔的光泽度为140-300gs，抗拉强度为300-400mpa，延伸率为1-5％。

技术总结
本发明公开了一种可控超薄锂电铜箔光泽度的添加剂及铜箔制备工艺，包含光亮剂、润湿剂、整平剂和UPS；所述光亮剂为MPS、2‑MP、DPS、HP、SPS和硫脲中至少一种；润湿剂为PEG和EO中至少一种，整平剂成分为苯并三氮唑，聚乙烯亚胺、JGB、PAM和明胶中至少一种。添加剂中的光亮剂一般是含硫基团的化合物，其只有与其他添加剂同时存在并发生协同作用时，才能发挥光亮作用，用于调控铜箔表面的光亮性。Cl‑能够与含硫添加剂和铜离子结合并形成桥连，加快物质传输，提高铜离子的的沉积速率。在硫酸铜和硫酸的混合溶液中添加Cl‑的基础上，选用添加剂的成分和含量来制造可控光泽度的超薄锂电铜箔。

技术研发人员：张上铨,文敏,葛洪鑫,董朝龙,罗佳,江泱
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：2024/5/10