[发明专利]一种锂离子电池负极集流体用微孔铜箔的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池负极集流体用微孔铜箔的制备方法，属于直接转变化学能为电能的装置技术领域，其包括（1）处理钛合金辊；（2）制备第二工作液：由40～70质量份硫酸铜、90～100质量份硫酸、80～100质量份聚乙二醇、20～30质量份溴化钠和1000质量份水配制而成；（3）制微孔铜箔。该方法由于采用经过处理的钛合金辊不仅提高了耐腐能力，利于提高所制铜箔的纯度，从而维持铜自身良好的导电性；还提高了钛合金辊的表面平整度，利于氢气泡在辊壁上分布的均匀性和尺寸得均匀性，从而制得孔径均匀的微孔；第二工作液中溴离子与聚乙二醇添加剂的协同作用，能够使得孔径更均匀，孔壁质量更好，降低孔隙率，增强了微孔铜箔的导电性能和力学性能。

技术领域

本发明属于直接转变化学能为电能的装置技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极集流体用微孔铜箔的制备方法。

背景技术

锂离子电池由于具有较好的循环寿命、较高的工作电压以及较少的污染等优点，被广泛应用于电动工具、电动车、航空航天以及大型储能电源系统等众多领域。锂电池的研究随之不断深入，通过开发新型的电极材料，使其具有更高的容量以及更优异的电化学循环性能。在研究中发现，优良的负极集流体不仅要具有良好的导电性能和力学性能，还能均匀承载负极活性物质，这就对负极材料提出了更高的要求。

新型负极集流体的研发受到了更多的关注，其中多孔状铜箔集流体具有较大的表面积，一方面可以为负极活性材料提供较好的体积变化缓冲空间，增强两者之间的结合力，进而增强电池的循环性能，并增大电池容量；另一方面，采用合金负极时，可通过电沉积的方法使活性材料附着在集流体上，简化了制备工艺，减少了生产成本。

中国发明专利申请201510407136.9提供了一种微孔铜箔的制作方法、微孔铜箔及其制作设备，其在具有凸点的阴极辊上电镀铜箔，利用阴极辊具有的特定的凸点结构形成铜箔上的微孔，此种方法制备的铜箔虽然一定程度上增大了铜箔的表面积，但其孔的分布完全依赖于阴极辊上的凸点，并且受凸点尺寸的制约，制备的微孔普遍比较大，影响活性材料分布的均匀性。

还有在铜箔上涂聚合物铸膜液，利用加湿器对铜箔上的聚合物铸膜液进行加湿处理，或在非溶剂中进行聚合物的相转化，直到聚合物铸膜液发生相转移形成微孔。也有利用固-气共晶冷凝法制备多孔铜的，都存在孔径大，甚至柱状孔的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池负极集流体用微孔铜箔的制备方法，形成的微孔致密性好，为活性材料提供较好的体积变化缓冲空间的同时，保持了优良的导电性能和力学性能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种锂离子电池负极集流体微孔铜箔的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）处理钛合金辊：在水基工作液中加入粒径为6～10um的碳粉制得第一工作液，用Cu基SiC复合电极在搅拌的第一工作液中对钛合金辊进行电火花加工，电火花的放电电流为0.8～2.1A，脉冲宽度为30～40us，脉冲间隔为5～7 us；

（2）制备第二工作液：由40～70质量份硫酸铜、90～100质量份硫酸、80～100质量份聚乙二醇、20～30质量份溴化钠和1000质量份水配制而成；

（3）制微孔铜箔：在温度为30～40℃的环境下，步骤（2）制得的第二工作液中安装步骤（1）处理的钛合金辊，钛合金辊的下半部浸没在第二工作液中，钛合金辊连接直流电源的负极，直流电源的正极连接工作电极，工作电极与钛合金辊呈相对状设置，工作电极的工作面呈内凹的弧面状，第二工作液中的铜离子在钛合金辊上电沉积形成微孔铜箔，微孔铜箔从钛合金辊露出第二工作液的辊壁上牵引出，第二工作液中的电流密度为0.33～0.55A/cm²，电镀时间为15～25秒。

优选的，所述钛合金辊还联接振动装置。

优选的，所述振动装置为超声振动装置，超声振动装置的振动频率为20～25Hz，功率为300W。