[发明专利]一种兼具光亮及整平作用的电解铜箔添加剂及应用

说明书

本发明公开了一种兼具光亮及整平作用的电解铜箔添加剂及应用，该电解铜箔添加剂化学结构由二硫代甲酸丙磺酸盐与含N小分子脂肪类或芳香类杂环化合物组成。本发明的兼具光亮及整平作用的电解铜箔添加剂用于制造电解铜箔，可有效降低添加剂过程管控的失效风险，电解铜箔物性波动范围大大缩小，添加本发明的兼具光亮及整平作用的电解铜箔添加剂制造的锂电铜箔抗拉强度及延伸率均取得良好效果，并且铜箔颜色、光亮度稳定易控，显著提高了产品稳定性。

技术领域

本发明涉及电解铜箔技术领域，具体来说，涉及一种兼具光亮及整平作用的电解铜箔添加剂及应用。

背景技术

电解铜箔主要应用于各类印刷电路板及锂电池负极等零件中，其制造方法是将硫酸铜水溶液经过电分解析出铜而制成。众所周知，硫酸铜水溶液中可以通过添加各种有机添加剂来生产一定抗拉强度、粗糙度及光泽度的电解铜箔。例如，采用3-巯基-1-丙磺酸或者3,3’-二硫代双(1-丙磺酸盐)或二甲氨基硫代硫丙烷磺酸盐、硫脲等作为添加剂的情况下，获得的锂电池用电解铜箔具备较高抗拉强度(≥500MPa)。

锂电池用电解铜箔添加剂主要包括3个部分，即光亮剂、整平剂和抑制剂，通过三者之间不同配比，在硫酸铜溶液中相互配合制备出力学性能优良、光泽度适中的电解铜箔。光亮剂多为一些含硫的有机化合物，是促进铜箔M面光亮程度的一类添加剂；整平剂，是含氮小分子或高分子有机化合物，促进铜箔晶粒面心生长的一类添加剂；抑制剂，一般为含氧高分子聚合物，是调控其它添加剂在电解液中向阴极扩散的一类辅助添加剂。

当使用以上三种类型添加剂来生产电解铜箔时，存在制造工艺不稳定，过程管控易波动等诸多难点，因此选用含特定组织结构的添加剂及配比的电解液，以期最大限度简化工艺制程，减小过程失效风险。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种兼具光亮及整平作用的电解铜箔添加剂及应用，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种兼具光亮及整平作用的电解铜箔添加剂，该电解铜箔添加剂化学结构由二硫代甲酸丙磺酸盐与含N小分子脂肪类或芳香类杂环化合物组成，其结构通式为：

其中，R1为脂肪类含N杂环化合物或芳香类含N杂环化合物。

优选地，R1为脂肪类含N杂环化合物，R1与硫羰基连接的原子为N原子。

优选地，R1为芳香类含N杂环化合物，R1与硫羰基连接的原子为N原子或C原子。

优选地，R1选自哌嗪、吗啉、咪唑、苯并咪唑、吡唑。

优选地，所述兼具光亮及整平作用的电解铜箔添加剂具有如下结构：

根据本发明的另一方面，提供了上述兼具光亮及整平作用的电解铜箔添加剂在电解铜箔制造中的应用，使用该兼具光亮及整平作用的电解铜箔添加剂生产电解铜箔的方法包括如下步骤：

(1)将金属铜线加入含有硫酸的溶铜罐中，用螺杆风机鼓入高温空气，将铜溶解制备主电解液，主电解液经多级过滤后与添加剂溶液混合得到电解液；电解液经换热器换热到设定温度，打入电解槽；电解阴极为无缝滚筒式钛辊，电解槽阳极为尺寸稳定阳极；

(2)在一定温度及一定的电流密度下进行电解制备原箔；

(3)制备的原箔采用常规的铬酐水溶液进行防氧化处理后即为未切割的成品锂电铜箔；

所述添加剂溶液包含A剂、B剂、C剂、氯离子，A剂为所述兼具光亮及整平作用的电解铜箔添加剂，B剂为含氮天然或合成高分子化合物，C剂为含氧化合物或高分子聚合物。