[發明專利]一種鋰離子電池微孔銅箔的制備方法

在審

• 申請號: 201810805486.4
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108893761A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 李麗;楊祥魁;徐樹民;牛宗偉;孟建兵
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: C25D1/04
• 分類號: C25D1/04;C25D1/10;C25D3/38;C25D5/20;C25D7/06;C25D17/12
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1.一種鋰離子電池微孔銅箔的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）制電解液：由五水硫酸銅和硫酸混合成電解液，五水硫酸銅在電解液中的濃度為100～400g/L，硫酸在電解液中的濃度為20～200g/L；

（2）制微孔銅箔：在溫度為30～40℃的環境下，在步驟（1）制得的電解液中安裝陰極輥，陰極輥的下半部浸沒在電解液中，陰極輥連接直流電源的負極，直流電源的正極連接工作電極板，工作電極板的工作面呈內凹的弧面狀且與陰極輥呈相對狀設置，工作電極板和陰極輥之間的間隔維持在5～15mm，電解液中的銅離子在陰極輥上電沉積形成微孔銅箔，微孔銅箔從陰極輥露出電解液的輥壁上牽引出，電解液中的電流密度為0.4～0.6A/cm²，電鍍時間為15～25秒；

在制備微孔銅箔的過程中，陰極輥還聯接超聲振動裝置，超聲振動裝置的振動頻率為20～25Hz，功率為300W；

所述陰極輥經由以下步驟制得：

（a）加工鈦合金板：用陣列針狀電極電火花加工鈦合金板的表面，使鈦合金板的表面布滿與陣列針狀電極相對應的微孔, 電火花加工的放電電流為0.6～0.9A、脈沖寬度為3～3.5us、脈沖間隔為5～7us，陣列針狀電極是由位于銅塊端壁上的多條順次排布的橫槽以及多條順次排布且切斷橫槽的豎槽形成；

（b）涂覆絕緣材料：在經步驟（a）加工后的鈦合金板上涂覆絕緣材料，使絕緣材料填充滿鈦合金板表面的微孔；

（c）研磨拋光：在銑床的研磨夾頭內設置釹鐵硼永磁鐵，將經步驟（b）處理的鈦合金板放置在銑床的夾具上，在研磨料和油液的作用下對鈦合金板進行磁性研磨；所用研磨料由粒度180#的鑄鋼砂和粒度為30～50um的SiC微粒混合而成，鑄鋼砂與SiC微粒的質量比為2～4：1；

（d）卷繞制輥：將步驟（c）處理后的鈦合金板纏繞在圓柱輥上并首尾無縫拼接，制得陰極輥。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池微孔銅箔的制備方法，其特征在于：步驟（1）中五水硫酸銅在電解液中的濃度為250g/L，硫酸在電解液中的濃度為110g/L。

3.根據權利要求2所述的鋰離子電池微孔銅箔的制備方法，其特征在于：步驟（2）的工作溫度為35℃，工作電極板和陰極輥之間的間隔維持在10mm，電解液中的電流密度為0.5A/cm²，電鍍時間為20秒。

4.根據權利要求1至3任一所述的鋰離子電池微孔銅箔的制備方法，其特征在于：步驟（a）中所用陣列針狀電極是通過電極絲在銅塊的端壁上電火花加工多條橫槽和多條切斷橫槽的豎槽而制得，電極絲的直徑為140um，兩相鄰橫槽的中心距為250～300um，兩相鄰豎槽的中心距為250～300um，電火花加工的放電電流為0.6～0.9A、脈沖寬度為3～3.5us、脈沖間隔為5～7 us。

5.根據權利要求1至3任一所述的鋰離子電池微孔銅箔的制備方法，其特征在于：步驟（a）中，用放電電流為0.75A、脈沖寬度為3.3us、脈沖間隔為6us的電火花加工鈦合金板。

6.根據權利要求1至3任一所述的鋰離子電池微孔銅箔的制備方法，其特征在于：步驟（a）中，陣列針狀電極的任意兩相鄰橫槽的間距與任意兩豎槽的間距相等。

7.根據權利要求6所述的鋰離子電池微孔銅箔的制備方法，其特征在于：步驟（a）中，陣列針狀電極的任意兩相鄰橫槽和任意兩相鄰豎槽的中心距均為280um，橫槽與豎槽的寬度均為140um。

8.根據權利要求1至3任一所述的鋰離子電池微孔銅箔的制備方法，其特征在于：步驟（c）中，釹鐵硼永磁鐵為N35 釹鐵硼永磁鐵，其尺寸為φ30mm×20mm。

9.根據權利要求8所述的鋰離子電池微孔銅箔的制備方法，其特征在于：步驟（d）中，銑床的轉速為1000r/min，加工時間為 10min。

10.根據權利要求9所述的鋰離子電池微孔銅箔的制備方法，其特征在于：步驟（b）中所用絕緣材料為合成樹脂。