[发明专利]4微米无载体电解铜箔用添加剂、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及电解铜制造技术领域，具体涉及用于制备4微米锂离子电池负极集流体电解铜箔的添加剂、制备方法及其应用。

背景技术

电解铜箔作为电子基础材料，主要用于印刷线路板PCB上，但随着90年代初日本索尼开发成功锂离子电池，电解铜箔的另一用途即锂离子负极集流体。锂离子电池主要用于笔记本电脑、手机、数码像机、MP3等电子产品。

目前锂电池已逐步向电动自行车、电动汽车等领域拓展，新能源汽车的发展被各国提到前所未有的高度，作为核心部件的动力锂电池拥有巨大的市场增长空间，且负极集流体电解铜箔的厚度要求小于10μ以下，以增大单位体积、质量锂电池的容量。

锂电池的负极集流体由铜箔制造,铜箔在锂电池内既当负极碳粉材料的载体,又充当电子收集与传输体,因此锂电池在发展初期,选择压延铜箔来制作电池负极集流体，随着锂电池生产技术的进步和电解铜箔质量的提高,目前国外大部分锂电池厂家都采用电解铜箔制作电池集流体。

近年来国产电解铜箔替代进口铜箔在锂电池上应用的技术研究工作已取得突破性进展。添加剂对电解铜箔的貌态及组织结构起到很大的影响。

目前用于生产电解铜箔的添加剂有：1.无机添加剂，比如含砷、锑的无机添加剂，用于加大阴极极化和抑制金属异常生长以提高铜箔的弹性、强度、硬度和平滑感；2.有机添加剂，比如水解动物蛋白粉（明胶）和PEG，用于改善铜箔毛面峰谷形状。明胶或PEG在常温或高温下的伸长率剧烈下降，因此作为印刷线路板用会导致铜箔的性能下降。随着电子工业的发展，尤其是现在印刷线路的高密度和细窄电路，要求铜箔有高的抗拉强度、延伸率和低的粗糙度，选择和设计特定功能的添加剂就很重要。含砷、锑的添加剂有毒，对环境、人体有害，并且此类金属价格高，势必造成铜箔成本高。因此，目前，添加剂主要朝着更加环保、价格低廉的方向发展。

目前，制备高性能的电解铜箔，尤其是适用超薄铜箔如4μm以下的铜箔，其技术瓶颈在于电解铜箔的耐高温，面粗糙度，抗拉强度等。本发明针对此，主要从制备铜箔用的添加剂方面入手，克服这些技术难点。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的是，提供一种配比合理、性能优良的4微米无载体电解铜箔用添加剂；

本发明的目的还在于，提供一种上述4微米无载体电解铜箔用添加剂的制备方法，其工艺紧凑，温度条件易于控制，成本低。

本发明的目的还在于，提供该添加剂的应用。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种4微米无载体电解铜箔用添加剂，其特征在于，其包括以下重量比的原料组分：

N.N‐二甲基硫代氩基甲基酰基丙烷磺酸钠160～190mg/L。

优选地，所述乙撑硫脲、羟乙基纤维素、聚乙二醇、乙基二硫代碳酸丙酯磺酸钾、N.N‐二甲基硫代氩基甲基酰基丙烷磺酸钠的重量比为12.5：75：50：100：175mg/L。即每升添加剂中，所述乙撑硫脲、羟乙基纤维素、聚乙二醇、乙基二硫代碳酸丙酯磺酸钾、N.N‐二甲基硫代氩基甲基酰基丙烷磺酸钠的重量比为12.5：75：50：100：175mg。

所述4微米无载体电解铜箔用添加剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

（1）按如下重量比称取各原料组分：乙撑硫脲10～15；羟乙基纤维素70～80；聚乙二醇45～55；乙基二硫代碳酸丙酯磺酸钾90～110；N.N‐二甲基硫代氩基甲基酰基丙烷磺酸钠160～190；

（2）将步骤（1）所称取的乙撑硫脲、羟乙基纤维素、聚乙二醇、乙基二硫代碳酸丙酯磺酸钾、N.N‐二甲基硫代氩基甲基酰基丙烷磺酸钠溶解于aL恒温40～50℃的热水中，使下列各组分的浓度范围是：乙撑硫脲10～15mg/L、羟乙基纤维素70～80mg/L、聚乙二醇45～55mg/L、乙基二硫代碳酸丙酯磺酸钾90～110mg/L、N.N‐二甲基硫代氩基甲基酰基丙烷磺酸钠160～190mg/L，制得4微米无载体电解铜箔用添加剂；

所述a取值为正数。这里的a是个取值为正数的变值，因为它会根据组分取重而变化，以达到使下列各组分的浓度范围是：乙撑硫脲10～15mg/L、羟乙基纤维素70～80mg/L、聚乙二醇45～55mg/L、乙基二硫代碳酸丙酯磺酸钾90～110mg/L、N.N‐二甲基硫代氩基甲基酰基丙烷磺酸钠160～190mg/L。