[发明专利]一种用于锂离子电池铜箔的防氧化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于锂离子电池铜箔的防氧化工艺，尤其涉及新型锂离子电池用双面光铜箔化学镀钝化方法。

背景技术

近年来，锂离子电池用电子铜箔表面防氧化技术的进步，使得传统型的铜箔表面防氧化工艺不再适应制造绿色锂离子电池的要求。

锂离子二次电池是全球大力开发、提倡使用的绿色洁净能源，随着动力电源技术的发展，锂离子二次电池生产使用量日益增长。双面光超薄电解铜箔是高品质锂离子二次电池的负极制作关键材料，在电池中既充当负极活性物质的载体，又充当负极电子流的收集与传输体，其品质的优劣直接影响着锂电池的制作工艺及综合性能。锂离子电池用电子铜箔生产过程中，其表面防氧化是一个非常重要的工序，近年来，锂离子电池用电子铜箔表面防氧化技术的进步，使得传统型的铜箔表面防氧化工艺不再适应制造绿色锂离子电池的要求。传统防氧化工艺通过电镀方式进行，钝化膜较厚且不均匀，铜箔的导电性差，铜箔表面润湿性能差；传统防氧化工艺电镀锌金属盐，电沉积后的铜箔表面存在锌单质，在电池电解质作为电桥的条件下形成原电池，降低电池的容量及充放电性能；最后该工艺过程铜箔需要经过水洗，产生的含重金属废水对环保有严重危害。

现有传统铜箔生产工艺采用电镀Cr-Zn防氧化液的方法，所使用的过渡辊多，设备流程复杂，能耗高，不利于操作，防氧化液中物质浓度不稳定。

现有技术的缺点和不足主要如下所述：

①现有铜箔生产工艺采用电镀Cr-Zn防氧化液的方法，钝化膜较厚且不均匀，铜箔的导电性差，铜箔表面润湿性能差，电镀工艺设备繁多，成本高，过渡辊多，铜箔成品易出现褶皱、串卷，能耗高，不易控制。

②电镀锌金属盐，电沉积后的铜箔表面存在锌单质，在电池电解质作为电桥的条件下形成原电池，降低电池的容量及充放电性能。

③传统防氧化工艺中铜箔经防氧化处理后需要经过水洗，产生的含重金属废水对环保处理造成严重压力。

发明内容

本发明提供一种用于锂离子电池用铜箔的防氧化工艺，该方法包括：

将未氧化处理的铜箔半成品(例如铜箔一体机生产的9μm(8μm等厚度)铜箔半成品)引入到防氧化钝化液中浸泡，然后用挤水辊挤干，通过烘箱热空气烘干直接收卷，获得防氧化工艺后的铜箔产品，其中，所述防氧化钝化液包括：苯并三氮唑100～200g/m³，优选120～180g/m³，更优选140～160g/m³，铬酸酐0-1000g/m³，优选200-800g/m³，更优选0.400-600g/m³，磷酸的稀土金属盐0.1～2g/m³，优选0.4～1.5g/m³，更优选1.0～1.5g/m³，有机硅烷偶联剂0.1～2g/m³，优选0.2～1.5g/m³，更优选0.5～1.5g/m³，乙醇10～30L/m³，优选15～25L/m³，更优选18～22L/m³，余量为水(优选去离子水)，采用碱例如氢氧化钠或氢氧化钾调节pH值为5.5-8.5，优选pH值5.5-7.0。

所述磷酸的稀土金属盐例如选自磷酸铈、磷酸镧、磷酸镨、磷酸钕、磷酸钐、磷酸铕、磷酸钆、磷酸铽、磷酸镝、磷酸钬、磷酸铒、磷酸铥、磷酸镱、磷酸镥、磷酸钇、磷酸钪、磷酸镓或掺杂稀土元素的磷酸盐中的一种或多种。

有机硅烷偶联剂可以是常用的任何硅烷偶联剂，例如带有乙烯基、氨基、环氧基的硅烷，例如选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷等中的一种或多种。

该防氧化钝化液的制备可以通过以下步骤制备：

取100～200g苯并三氮唑、铬酸酐0-200g、10～30L乙醇、0.1～2g磷酸盐(含稀土金属元素)，0.1～2g有机硅烷偶联剂(或烷氧基硅烷类)加入1立方米去离子水中溶解，用氢氧化钠调节pH值为5.5-8.5，得到铜箔防氧化钝化液。

所述防氧化钝化液温度优选为20-60℃，更优选25-40℃，经均匀搅拌形成的防氧化钝化液进入一体机的钝化液循环槽。

优选地，所述钝化液通过计量泵供液到一体机的防氧化槽，供液流量为3-8m³/h。