[發(fā)明專利]一種鋰離子電池負極集流體用超薄電子銅箔的制備方法

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• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN108930050A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李薦;李先柏;申昆
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南省正源儲能材料與器件研究所
• 主分類號: C25D1/04
• 分類號: C25D1/04;C25D3/38;C22F1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池負極集流體用超薄電子銅箔的制備方法，該制造方法，包括以下步驟：首先，以硫酸銅電解液電解法于一陰極表面析出形成一厚度為8~15μm的電解銅箔，然后從所述陰極表面上剝離所述電解銅箔，將陰極表面上剝離的電解銅箔進行軋制獲得厚度為≦6μm的銅箔，在銅箔的表面上涂抹防黏劑，將涂抹防黏劑的銅箔進行退火，將退火處理后的銅箔進行表面處理和清洗，最后將清洗后的銅箔進行干燥，獲取鋰離子電池負極集流體用超薄電子銅箔。由此方法制成的銅箔可應(yīng)用于鋰離子電池領(lǐng)域，此超薄電子銅箔制備工藝具有工藝簡單、投資少、品質(zhì)高、產(chǎn)品成品率高，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池負極集流體用超薄電子銅箔及其制備方法，屬于新能源材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著移動終端設(shè)備的迅猛發(fā)展，國家對新能源電動汽車大力扶持，對鋰離子電池需求量越來越大。銅箔作為鋰離子電池負極集流體的主要材料，其生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和性能的優(yōu)劣直接影響鋰離子電池的制作工藝、性能和生產(chǎn)成本。

目前，銅箔產(chǎn)品分為兩種，壓延銅箔和電解銅箔。

壓延銅箔是將厚銅板加熱到退火溫度，然后進行軋制，退火和軋制重復(fù)多次，制成達到厚度要求的原箔。然后根據(jù)使用要求對原箔表面進行處理。相對于電解銅箔，壓延銅箔具有較高的屈服強度和延展性及較低的表面粗糙度，致密度和彈性也較好。日本日礦金屬(Nippon mining)生產(chǎn)的鋰離子電池用壓延銅箔最小厚度達到4μm。日立電線(Hitachicable)目前應(yīng)用于鋰離子電池的銅箔厚度達到7μm以下，同時銅箔厚度變化率在3%以內(nèi)。但壓延銅箔生產(chǎn)工藝復(fù)雜、流程長、一次性投入高、生產(chǎn)成本高。

電解銅箔是以硫酸銅溶液為原料，在以不溶性材料為陽極、底部浸在硫酸銅電解液中恒速旋轉(zhuǎn)的陰極輥為陰極的電解槽中進行電解，溶液中的銅沉積到陰極輥筒的表面形成銅箔，銅箔的厚度由陰極電流密度和陰極輥的轉(zhuǎn)速所控制。待銅箔隨輥筒轉(zhuǎn)出液面后，再連續(xù)地從陰極輥上剝離，經(jīng)水洗、干燥、卷取，制成原箔。然后根據(jù)使用要求對原箔表面進行處理。

目前，國內(nèi)外的電解銅箔的制造技術(shù)非常成熟，高性能電解銅箔已經(jīng)可以代替壓延銅箔應(yīng)用在鋰離子電池的實際生產(chǎn)中。因此，國內(nèi)外大部分鋰離子電池廠家都采用電解銅箔制作為鋰離子電池負極集流體。

隨著電動汽車特別是純電動汽車的迅猛發(fā)展，動力電池的需求量起來越大，對動力電池的質(zhì)量和性能要求亦起來超高，純電動汽車配備的電池單元數(shù)量多，僅負極集流體銅箔的質(zhì)量就達10kg以上。因此，減輕鋰離子電池上銅箔的質(zhì)量，降低銅箔原材料成本，同時提供高能量密度，成為對未來鋰離子電池負極集流體用銅箔的又一要求。最主要的有效方式即減小銅箔厚度。

對于原箔制造，壓延銅箔屬于物理鍛造法，處理前兩面狀態(tài)幾乎是一致的。電解銅箔屬于電化學沉沉積法，原箔兩面表面結(jié)晶形態(tài)不同，緊貼陰極輥的一面比較光滑，稱為光面；另一面呈現(xiàn)峰谷形狀的組織結(jié)構(gòu)，比較粗糙，稱為毛面。

目前，壓延銅箔的厚度可降至6μm，成品率大于90%，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜、流程長、一次性投入高、生產(chǎn)成本高。電解銅箔工藝簡單、設(shè)備投資小，產(chǎn)品成本較低，但其主流電解銅箔厚度為8~10μm，已越來越不適應(yīng)鋰離子電池發(fā)展的要求，如降至6μm，其成品率會大大降低，小于50%，大大提高電解銅箔的生產(chǎn)成本高，因此，有必要研發(fā)工藝簡單、設(shè)備投資小，成品率高，產(chǎn)品成本低的鋰離子電池負極集流體用超薄電子銅箔制備新工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種全新鋰離子電池負極集流體用超薄且具有一定的抗拉強度和高的延伸率的電子銅箔生產(chǎn)工藝，以滿足鋰離子電池生產(chǎn)用超薄電子銅箔的性能要求。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種鋰離子電池負極集流體用超薄電子銅箔生產(chǎn)工藝，所述生產(chǎn)工藝包括如下步驟：