[发明专利]一种高模量铜箔的制造方法

说明书

本发明公开了一种高模量铜箔的制造方法，该方法为：将金属铜单质加入含有硫酸的溶铜罐中，将铜溶解制备主电解液，主电解液与特定的添加剂溶液混合得到电解液，打入电解槽；所述特定的添加剂包含A剂、B剂、C剂、D剂及氯离子，所述A剂为含巯基含氮杂环化合物，所述B剂为含醇类有机化合物，所述C剂为含氮天然或合成高分子化合物，所述D剂为含氮含氧类有机化合物和/或含氮含醇类有机化合物；在一定温度及一定的电流密度下进行电解制备原箔；收卷后分切成不同宽幅的成品。本发明的高模量铜箔的制造方法制造的高模量锂电铜箔在弹性形变期间的抗拉强度高，并且铜箔颜色、光亮度稳定易控。

技术领域

本发明涉及电解铜箔技术领域，具体来说，涉及一种高模量铜箔的制造方法。

背景技术

从技术角度来讲，更薄的锂电铜箔意味着更小的电阻，因此电池的能量密度等性能也将得到提升。而且，锂电铜箔的厚度越小，则相应的电池的重量也将越轻，能够有效降低铜箔原材料成本。所以，未来使用更加轻薄的锂电铜箔是大势所趋。

轻薄化发展的同时，模量性能的提升也是锂电铜箔未来技术发展的趋势。这是因为在铜箔涂布过程需要承受较大的拉力，模量高的铜箔，刚性大，不易弯曲或断裂。此外，铜箔装入电池以后要承受热胀冷缩带来的压力和拉力，这些均要求铜箔具有较高的模量。

常规的抗拉强度测量采用铜箔拉伸过程中的应力除以横截面积得到抗拉强度，但这个过程中，铜箔既有弹性形变也有塑形形变，塑性形变后铜箔无法复原，所以这种测试方法得到的抗拉强度偏大，如果塑形形变在整个抗拉过程中起的作用较大，则在下游客户端使用过程中铜箔断裂的风险很大。

高模量铜箔保证了铜箔在承受较大拉力时，能在瞬间抵抗铜箔形变，这些特性代表了未来铜箔技术发展的新趋势。

在实际生产中，通常需要通过添加剂，使电解液电解过程中获得细而均匀的晶粒，从而有效提高铜箔的强度。为获得较高模量及较低轮廓和表面粗糙度的电解铜箔，需要借助特定的添加剂，不同的添加剂在电沉积的过程中发挥着不同的作用。如整平剂，是一种带正电的阳离子，在铜箔生产过程中，占据钛辊表面的小凸点，促进铜箔表面更加平整；光亮剂，是促进铜箔毛面（M面）迅速起光亮的一类添加剂，可以促进晶粒细化；抑制剂，也叫走位剂，是帮助其它功能添加剂附着在阴极辊表面各处的一类辅助添加剂。不同的添加剂按照不同的比例组合，对铜箔的强度、硬度及平滑感起到至关重要的作用。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种高模量铜箔的制造方法，能够有效提高铜箔在弹性变形过程中的抗拉强度。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高模量铜箔的制造方法，包括如下步骤：

S1 将金属铜单质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特定的添加剂溶液混合得到电解液；电解液经换热器换热到一定温度，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；所述特定的添加剂包含A剂、B剂、C剂、D剂及氯离子，所述A剂为含巯基含氮杂环化合物，所述B剂为含醇类有机化合物，所述C剂为含氮天然或合成高分子化合物，所述D剂为含氮含氧类有机化合物和/或含氮含醇类有机化合物，所述电解液中的铜离子、硫酸、氯离子、A剂、B剂、C剂、D剂的浓度分别为60-100 g/L、80-140 g/L、20-40 mg/L、1-50 mg/L、0.5-20 mg/L、3-70 mg/L、5-70 mg/L；

S2 在一定温度及一定的电流密度下进行电解制备原箔；

S3 收卷后分切成不同宽幅的成品。

优选地，所述A剂为2-巯基苯并恶唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基-5-苯并咪唑磺酸、2-巯基-5-苯并咪唑磺酸盐、2-巯基苯并噻唑中的一种或多种。

优选地，所述B剂为辛二炔二醇、丁炔醇、己炔醇中的一种或多种。