[发明专利]一种高耐弯折性能锂离子电池用电解铜箔的制备方法及其添加剂

说明书

本发明公开了一种高耐弯折性能锂离子电池用电解铜箔的制备方法及其添加剂，按以下步骤进行，对A级铜原料进行拉丝退火处理，熔融成铜液后浇注成铜杆；再将铜杆拉成铜丝；将铜丝反应生成氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜制得电解液；将电解液供给至高位槽加入添加剂及氯离子后供给至生箔工序，经生箔机进行电沉积形成生箔；添加剂的原料成分包括双苯磺酰亚胺、鱼胶、聚丙二醇、糊精和二甲基甲酰胺基丙烷磺酸钠。本发明通过添加独特的添加剂，可阻碍Cu²⁺在阴极辊上的快速沉积，使电解铜箔晶核更加均匀，且能够通过络合反应在阴极辊表面形成致密光亮的电解铜箔；而通过复合添加剂的综合作用，提高铜箔的耐弯折性能。

技术领域

本发明涉及电解铜箔制备技术领域，尤其涉及一种高耐弯折性能锂离子电池用制备电解铜箔的制备方法。

背景技术

由于卷绕电池结构的复杂特性，整个极片在长度方向上存在多处弯折和厚度变化区域。尤其是靠近卷芯中部的小角度弯折区域和集流体焊接区域，由于卷绕张力的不均匀和形状变化，很容易造成隔膜和极片的打皱变形，正负极得不到有效的接触，造成反应死区。充电时在褶皱的边缘处易发生“析锂”现象，造成电池有效活性物质得不到充分反应，电池能量密度降低，电池循环性能下降，同时也引起了很大的安全隐患。而作为锂离子电池负极集流体的铜箔，其耐弯折性能对锂离子电池负极卷绕制作工艺影响巨大，同时卷绕式电池要求铜箔具有更好的耐折性能。因此，研究如何获得具有高耐弯折性能的锂离子电池用制备电解铜箔，成为锂离子电池行业亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有锂离子电池电解铜箔的耐弯折性能不够好的缺陷，提供一种实现过程较为简单、制备条件较为温和、耐弯折性能好的锂离子电池用电解铜箔的制备方法及其添加剂。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高耐弯折性能锂离子电池用电解铜箔的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行，

1)对阴极铜原料进行拉丝退火处理：首先将A级铜原料添加到熔化炉中熔融成铜液，采用惰性气体保护，惰性气体起脱氧作用；铜液经过渡腔净化后经保温炉导入通有冷却水的结晶器中冷却结晶，形成7-9mm的无氧铜杆被连续引出，通过收线装置将拉出的铜杆收线装盘；

2)再将铜杆用铜拉机通过拉丝模具拉成2.5-3.5mm的铜丝，然后在高温密封炉中烘烤后取出；

3)溶铜造液：将铜丝放置在溶铜罐中反应生成氧化铜，并迅速与稀硫酸反应生成硫酸铜，制得电解液；

4)将电解液供给至高位槽，同时在高位槽中添加已配置好的添加剂及氯离子，将添加剂、氯离子和电解液混合均匀后供给至生箔工序；

5)生箔制造：高位槽供给的电解液经生箔机进液管输送至电解槽内进行电沉积形成生箔，通过对阴极转动线速度、收卷张力等工艺指标(如线速度为2-8m/min、收卷张力为150-300N)的控制，生产出目标厚度(如厚度为6μm、8μm、9μm)的铜箔；

其中，步骤4)加入的添加剂的原料成分包括双苯磺酰亚胺、鱼胶、聚丙二醇、糊精和二甲基甲酰胺基丙烷磺酸钠。

经保温炉时保证铜液温度为1140℃-1160℃。

将铜杆用铜拉机通过一组由大到小的拉丝模具拉成铜丝，然后在温度为700℃的密封炉中烘烤3小时后取出，以使处理后的铜丝纯度≥99.99％。

在电解液进入高位槽之前，先通过净化工序除去杂质，即使用200目的椰壳活性炭吸附有机杂质，并采用多级过滤方式将微粒由大至小逐渐过滤去除，确保过滤精度在0.5微米以内。