[發(fā)明專利]一種方波電化學(xué)蝕刻制備多孔銅箔的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911388399.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN110983422B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張波;李波;董亞萍;許志榕;王開林;李武;梁建;徐慧云;荀庫(kù);馮海濤;鄭竹林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所;禹象銅箔（浙江）有限公司
• 主分類號(hào): C25F3/02
• 分類號(hào): C25F3/02
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發(fā)明公開了一種方波電化學(xué)蝕刻制備多孔銅箔的方法。所述方法包括：至少以作為工作電極的無(wú)孔銅箔與對(duì)電極以及蝕刻液構(gòu)建電化學(xué)反應(yīng)體系，所述蝕刻液采用包含強(qiáng)酸和弱酸的酸性水溶液，其中弱酸成分能夠?qū)饘巽~的晶面進(jìn)行保護(hù)，而所述強(qiáng)酸能夠蝕刻金屬銅；采用方波電蝕刻法，通過(guò)對(duì)所述工作電極施加方波電位，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述無(wú)孔銅箔的方波電化學(xué)蝕刻，從而獲得多孔銅箔。本發(fā)明利用弱酸可吸附在金屬銅某些晶面上并形成保護(hù)的特點(diǎn)，同時(shí)混以起主要蝕刻作用的強(qiáng)酸，在銅箔表面達(dá)到選擇性蝕刻的目的，采用方波電蝕刻法可通過(guò)控制工藝參數(shù)得到孔徑較小的多孔銅箔，其孔徑分布均勻，外觀形貌良好；并且，該方法簡(jiǎn)單易操作，所獲產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多孔銅箔的制備，尤其涉及一種通過(guò)方波電化學(xué)蝕刻制備多孔銅箔的方法，屬于銅箔制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

銅箔作為鋰電池領(lǐng)域重要的負(fù)極材料，在新能源經(jīng)濟(jì)蓬勃興起的今天得到重要的發(fā)展機(jī)遇。與傳統(tǒng)光面銅箔相比，多孔銅箔可解決鋰離子電池工作時(shí)產(chǎn)生的枝晶問(wèn)題，同時(shí)也可緩解負(fù)極材料嵌鋰時(shí)發(fā)生的體積膨脹問(wèn)題。

傳統(tǒng)的多孔銅箔制備方法中使用最多的為模板法。模板法首先對(duì)陰極輥進(jìn)行表面處理，在陰極表面塑造大量絕緣點(diǎn)，這些點(diǎn)在電解過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生金屬銅沉積，最終得到的銅箔為多孔狀。在所報(bào)道的文獻(xiàn)中，這種方法的缺點(diǎn)是模板法的陰極表面處理方式通常并不會(huì)穩(wěn)定，需要耗費(fèi)大量精力進(jìn)行修復(fù)和維護(hù)。另有一種通過(guò)機(jī)械加工在銅箔表面沖孔制造多孔銅箔的方式，但是這種方式得到的銅箔孔徑通常大于500微米，在應(yīng)用于鋰電池時(shí)會(huì)發(fā)生漏料現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種方波電化學(xué)蝕刻制備多孔銅箔的方法，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種方波電化學(xué)蝕刻制備多孔銅箔的方法，其包括：

至少以作為工作電極的無(wú)孔銅箔與對(duì)電極以及蝕刻液構(gòu)建電化學(xué)反應(yīng)體系，所述蝕刻液采用包含強(qiáng)酸和弱酸的酸性水溶液，其中弱酸成分能夠?qū)饘巽~的晶面進(jìn)行保護(hù)，而所述強(qiáng)酸能夠蝕刻金屬銅；

采用方波電蝕刻法，通過(guò)對(duì)所述工作電極施加方波電位，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述無(wú)孔銅箔的方波電化學(xué)蝕刻，從而獲得多孔銅箔。

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，所述強(qiáng)酸包括硫酸、鹽酸和硝酸等中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，所述弱酸包括磷酸、檸檬酸、醋酸和抗壞血酸等中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，所述方波電蝕刻法采用的工藝條件包括：所述方波電位的電位上限為0.2～6.3V，電位下限為-5.5～2.6V，頻率為0.01～1000Hz。

較之現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果至少在于：

1)本發(fā)明提供的通過(guò)方波電化學(xué)蝕刻制備多孔銅箔的方法，利用弱酸可吸附在金屬銅某些晶面上并形成保護(hù)的特點(diǎn)，同時(shí)混以起主要蝕刻作用的強(qiáng)酸，在銅箔表面達(dá)到選擇性蝕刻的目的，采用方波電蝕刻法制備出多孔銅箔；

2)與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明采用方波電蝕刻法可通過(guò)控制工藝參數(shù)得到孔徑較小的多孔銅箔，其孔徑分布均勻，外觀形貌良好；并且，該方法簡(jiǎn)單易操作，工藝運(yùn)行穩(wěn)定，所用裝置易于維護(hù)，得到的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較高。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1和圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所制備的多孔銅箔產(chǎn)品的表面SEM圖片。

具體實(shí)施方式