[发明专利]一种锂离子电池负极用多孔铜箔的制备技术

说明书

本发明公开了一种锂离子电池负极用多孔铜箔的制备技术，采用化学腐蚀法在铜箔上获得多孔结构，步骤包括：在高分子绝缘薄膜上形成若干贯穿薄膜厚度的孔洞，将带孔的薄膜裹覆在一个钛阴极辊表面，钛阴极辊浸没在电解液槽内；将铜箔绕过上述钛阴极辊表面，钛阴极辊旋转使铜箔连续运动，同时在铜箔与钛阴极辊之间施加一个脉冲电压，铜箔为正极，钛阴极辊为负极；在电解液作用下，铜箔局部放电，位于与绝缘薄膜孔洞对应位置的铜箔溶解，在铜箔上形成与绝缘薄膜多孔结构一致的孔洞分布；之后经过去离子水清洗之后，获得多孔铜箔。

技术领域

本发明涉及多孔铜箔制造行业，具体涉及一种锂离子电池负极用多孔铜箔的制备技术。

背景技术

随着经济与科学技术的高速进步，人类所面临的能源危机也日益严峻。在这样的背景下，对新能源的开发与研究受到了社会各界人士的广泛关注。锂离子电池作为一种新型储能材料，相较于按传统铅酸、镍氢等电池，具有电池能量密度大、平均输出电压高、无记忆性、充放电效率高、循环性能优越等多项优势，被广泛应用于数码产品、新能源汽车等日常生活领域，前景广阔。受益于新能源汽车与3C行业的不断发展，2017年，中国锂离子电池的产量首次超过100亿只，达100.73亿只，同比增长27.81%，产量居全球首位。

在锂离子电池制造业取得实质性飞跃的同时，锂离子电池的性能也受到了科研人员的关注，锂离子电池负极用高性能铜箔便包括其中。在锂离子电池中，铜箔主要有两大作用：一是活性材料的载体，即在铜箔上均匀涂覆活性材料石墨，在压力作用下粘合形成电池负极；二是负极电子的收集者与传导者，即通过铜箔表面将电子汇集起来。基于这两点基本要求，多孔铜箔应运而生——较大的表面积既可以提升负极活性材料与铜箔的粘附力，也可以增加负极汇集电子的效率；同时，多孔也降低了铜箔的质量，利于锂离子电池的小型化。

现阶段，制备锂离子电池负极用高性能多孔铜箔的方法主要包括机械方法与化学方法两大类，机械方法主要有机械冲孔与激光法两种，前者毛刺较多，后者则成本较高；化学方法较多，但总体看来，效率较低且灵活度不够。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明拟提供一种锂离子电池负极用多孔铜箔的制备技术。本发明工艺简单，成本较低，毛刺少，利于生产效率的提升。

本发明所采用的技术方案是：一种锂离子电池负极用多孔铜箔的制备技术，以铜箔为原材料，采用电化学腐蚀的方法，具体步骤如下：

1.在厚度50微米~1毫米的高分子绝缘薄膜上形成若干贯穿薄膜厚度的孔洞，使该绝缘薄膜具有多孔结构。在薄膜上形成多空孔结构不限于采用机械法、化学腐蚀法等；具体的比如采用机械冲孔方式冲出设定直径和间距的多孔结构。

2.将带孔的高分子绝缘薄膜裹覆在一个钛阴极辊表面，该钛阴极辊连接有旋转机构，可进行连续转动，该裹有薄膜的钛阴极辊浸没在电解液槽内。

3.将铜箔绕过上述裹有薄膜的钛阴极辊表面，使铜箔覆盖在薄膜表面，同时铜箔连接送卷装置及收卷装置，以达到连续制备所述多孔铜箔的目的。

4.启动送卷装置及收卷装置和钛阴极辊旋转机构使铜箔连续运动，同时在铜箔与钛阴极辊之间施加一个脉冲电压，铜箔为正极，钛阴极辊为负极。

5.铜箔连续绕过钛阴极辊表面时，由于旋转的钛阴极辊浸没在电解液中，电解液进入薄膜孔洞与铜箔局部接触，这时停止旋转钛阴极辊，让铜箔在电解液中停留一段时间；同时脉冲电压作用于铜箔与钛阴极辊之间，在电解液作用下，铜箔局部放电，位于与薄膜孔洞对应位置的铜箔溶解，在铜箔上形成一个个与薄膜多孔结构一致的孔洞分布；之后经过去离子水清洗之后，获得多孔铜箔。