[發明專利]一種光催化沉積制備超薄鋰電池銅箔的方法

有效

• 申請號: 202010583383.5
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111710873B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 朱克均;曹江;余磊
• 申請（專利權）人: 深圳市德立新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/0525;C23C18/14
• 代理公司: 深圳市新虹光知識產權代理事務所(普通合伙) 44499
• 代理人: 孫暢

本發明公開了一種光催化沉積制備超薄鋰電池銅箔的方法，具體操作步驟如下：S1.光催化劑制備：往容器中加入重量份為10?15份的無水乙醇，采用滴定方式逐步再往容器中滴加5?10份的鈦酸混合物，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌10?15min，之后再加入20?25份的去離子水，繼續攪拌1?2h；S2：攪拌完成后靜置25?30h，之后再將混合液放入烘箱中烘干，控烘箱溫度在70?80℃直至析出底部沉淀，并通過瑪瑙研缽將沉淀研磨至粉末狀，即制得光催化劑，并放置一旁待用。本發明利用光催化還原銅鹽，在鋁塑膜表面直接沉積銅，然后壓延，形成1?3μm的超薄銅箔，定點沉積，避免打孔，并且壓延后的銅箔重量大大降低，能做成超薄的集流體，減重之后對做高能力密度電池有很大的提升。

技術領域

本發明涉及超薄鋰電池銅箔制備技術領域，尤其涉及一種光催化沉積制備超薄鋰電池銅箔的方法。

背景技術

在鋰離子電池的制造過程中，需要使用銅箔作為負極材料，而作為鋰離子電池負極的銅箔往往具有十分嚴苛的要求，不僅要求銅箔必須具有優異的導電性、耐蝕性、高常溫延伸率、高抗拉強度以及低粗糙度等性能，同時由于電子行業逐漸向更輕更薄的方向發展，故鋰離子電池中的銅箔也需要進一步輕薄化。

現有技術所采用電解銅箔工藝所制備的銅箔厚度通常維持在6～35μm，難以用傳統的電極銅箔工藝制備6μm以下厚度的銅箔，中國專利申請公布號：CN110438531A公開了一種應用于鋰電池的超薄銅箔制備方法及系統，該方法步驟包括銅料溶解、多級過濾、電解生箔、水洗剝離和鈍化烘干，其中：所述電解生箔的具體步驟為：將陽極極板和陰極輥浸于銅電解液中，向所述銅電解液中加入添加劑，混合均勻后進行電解并于所述陰極輥上制得生箔；所述添加劑包括聚二硫二苯磺酸鈉、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸鈉、羥乙基纖維素和膠原蛋白。

而對于上述制備出的超薄銅箔質量較重，無法做成超薄的集流體，因此大大影響了電池的性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光催化沉積制備超薄鋰電池銅箔的方法，利用光催化還原銅鹽，在鋁塑膜表面直接沉積銅，然后壓延，形成1-3μm厚的銅箔，定點沉積，避免打孔，并且壓延后的銅箔重量大大降低，能做成超薄的集流體，減重之后對做高能力密度電池有很大的提升的優點，解決了現有技術制備出的超薄銅箔質量較重，無法做成超薄的集流體，因此大大影響了電池的性能的問題。

根據本發明實施例的一種光催化沉積制備超薄鋰電池銅箔的方法，具體操作步驟如下：

S1：光催化劑制備：往容器中加入重量份為10-15份的無水乙醇，采用滴定方式逐步再往容器中滴加5-10份的鈦酸混合物，邊滴加邊攪拌，滴加完成后繼續攪拌10-15min，之后再加入20-25份的去離子水，繼續攪拌1-2h；

S2：攪拌完成后靜置25-30h，之后再將混合液放入烘箱中烘干，控烘箱溫度在70-80℃直至析出底部沉淀，并通過瑪瑙研缽將沉淀研磨至粉末狀，對其進行煅燒處理，制得光催化劑，并放置一旁待用；

S3：超薄鋰電池銅箔制備：按重量份稱取硫酸銅溶液50-60份置于容器中，再加入1-3份分散劑，所述分散劑為非離子型潤濕分散劑，并將S2所獲得的光催化劑加入至容器中機械攪拌10-15min充分混合；

S4：將混合液放置于光源上部，并將待加工鋰電池放入至容器底部，調整混合液內的溫度至70-75℃，并不斷攪拌1-2h，使銅不斷析出并覆蓋在待加工鋰電池的鋁塑膜表面上；

S5：銅覆蓋后關閉光源，并將覆蓋銅箔后的鋰電池取出并干燥，再對覆蓋銅箔后的鋰電池進行壓延處理，即制得超薄鋰電池銅箔。

在上述方案基礎上，在S1中，所述鈦酸混合物為鈦酸四丁酯、鈦酸四乙酯、鈦酸四異丙酯中的任意一種。

在上述方案基礎上，在S2中，煅燒溫度為650-700℃。