一种多孔铜箔的高效制备方法及应用

本发明涉及一种铜箔的制备方法，具体涉及一种多孔铜箔的高效制备方法及应用，属于铜箔制备。

背景技术：

1、随着新能源产业的快速崛起，锂离子电池正朝着体积更小、能量密度更高的方向发展，这意味着对锂电铜箔的需求日益突出，作为二次电池负极集流体，锂电铜箔必须具有高比面积、高拉伸强度等重要指标。多孔铜箔由锂电铜箔制备得到，其在锂离子电池充放电循环过程中具有大存储空间、高比表面积和减小体积膨胀等优异的结构优势，被广泛用于二次电池的负极集流体，然而，由于铜箔的厚度小、质地柔软和可变性，合理设计和高效制造3d多孔铜箔仍然是一个巨大的挑战。目前，传统的多孔铜箔的制备方法主要有粉末烧结法、脱合金、氢气泡模板、溶胶-凝胶法等一些较常用的方法，然而，这些制备方法工艺繁琐且成本较高，不仅限制了多孔铜箔的应用领域，而且也很难实现大规模的生产，与此同时，电化学刻蚀制备多孔铜箔的方法操作简单，更有利于大范围使用，而在镀液中使用添加剂是提高多孔铜箔性能的有效手段。

2、但是，采用现有电化学刻蚀技术制备出的多孔铜箔表面孔洞刻蚀不完全，大小不均匀且需要相对更长的时间才能得到相对均匀的多孔结构，这使得其应用领域受到较大限制。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种多孔铜箔的高效制备方法，以克服现有技术中的不足。

2、本发明的另一个目的在于提供制备的高比表面积、孔洞均匀的多孔铜箔及其应用。

3、为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

4、本发明实施例提供了一种多孔铜箔的高效制备方法，其包括：

5、提供络合剂电解液体系，所述络合剂电解液体系包括络合剂和添加剂，所述络合剂包括酒石酸钠和edta盐，所述添加剂包括两性嵌段聚合物；

6、以铜箔作为工作电极，使所述工作电极、对电极与络合剂电解液体系构建电化学体系，通电进行电解，对铜箔进行电化学氧化刻蚀处理，使铜箔表面生成微米级孔洞，制得多孔铜箔。

7、本发明实施例还提供了由前述制备方法制得的多孔铜箔，所述多孔铜箔具有均匀的微米级孔洞。

8、本发明实施例还提供了所述多孔铜箔于制备二次电池领域中的应用。

9、较之现有技术，本发明的有益效果在于：

10、本发明提供的高效制备方法在络合剂电解液体系的基础上，使用添加剂两性嵌段聚合物，可以在短时间内形成数量多、孔径均匀、刻蚀完全、高比表面积的多孔铜箔，同时，铜箔边缘未被溶解，边缘清晰，完整性较好。同时，该方法操作简单，可塑性强，制备得到的多孔铜箔有望在二次电池领域广泛应用。

技术特征：

1.一种多孔铜箔的高效制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多孔铜箔的高效制备方法，其特征在于：所述两性嵌段聚合物包括f127、p123中的任意一种或两种的组合。

3.根据权利要求1所述的多孔铜箔的高效制备方法，其特征在于：所述络合剂电解液体系中添加剂的浓度为1～500mg/l。

4.根据权利要求1所述的多孔铜箔的高效制备方法，其特征在于：所述络合剂电解液体系中酒石酸钠与edta盐的浓度比为1∶1～5∶1。

5.根据权利要求1所述的多孔铜箔的高效制备方法，其特征在于，包括：以铜箔作为工作电极，使两个对电极分别设置于工作电极的两侧，形成双负极体系，构建所述的电化学体系。

6.根据权利要求1或5所述的多孔铜箔的高效制备方法，其特征在于：所述对电极包括表面覆盖有防腐涂层的金属钛或者惰性金属中的任意一种，优选的，所述惰性金属包括金、铂中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的多孔铜箔的高效制备方法，其特征在于，所述电化学氧化刻蚀处理的工艺条件包括：温度为0～80℃，电解时间为10～600s，电流密度为10～1000ma/cm2。

8.由权利要求1-7中任一项所述制备方法制得的多孔铜箔，所述多孔铜箔具有均匀的微米级孔洞。

9.根据权利要求8所述的多孔铜箔，其特征在于：所述多孔铜箔所含孔洞的孔径为7～15μm；和/或，所述多孔铜箔的孔隙率为10％～40％。

10.权利要求8或9所述的多孔铜箔于二次电池领域中的应用。

技术总结
本发明公开了一种多孔铜箔的高效制备方法及应用。所述高效制备方法包括：提供络合剂电解液体系，所述络合剂电解液体系包括络合剂和添加剂，所述络合剂包括酒石酸钾钠和EDTA盐，所述添加剂包括两性嵌段聚合物；以铜箔作为工作电极，使所述工作电极、对电极与络合剂电解液体系构建电化学体系，通电进行电解，对铜箔进行电化学氧化刻蚀处理，使铜箔表面生成微米级孔洞，制得多孔铜箔。本发明的高效制备方法在络合剂电解液体系的基础上，使用添加剂两性嵌段聚合物，可以在短时间内形成数量多、孔径均匀、刻蚀完全、高比表面积的多孔铜箔，同时，铜箔边缘未被溶解，边缘清晰，完整性较好，有望在二次电池领域广泛应用。

技术研发人员：季霞芳,马悦,张波,李武,钱玉龙,张万珍,赵玉祥,索玲,王欣玉,黄金望,舒永琪,李雪婷,梁建
受保护的技术使用者：中国科学院青海盐湖研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10