[发明专利]锂电池负极集流体用复合铜箔的制备方法及制备系统

说明书

本发明提供一种锂电池负极集流体用复合铜箔的制备方法，包括如下步骤：S1、将大宽幅基材贴合在冷却鼓表面，控制大宽幅基材的工作温度在20‑25℃，通过双面磁控溅射方式在大宽幅基材两侧溅射20～50nm厚金属层；S2、使用导电辊电镀对金属层进行电镀处理，将该金属层两侧面各增厚至少1μm，得到厚度为6～10μm的复合铜箔。本发明通过使用具有冷却效果的双面磁控溅射方式，支撑基材表面均贴附在冷鼓表面，在溅射热量辐射过程，起到冷却设备和支撑基材的效果，防止高温穿孔，解决了预镀的金属层均匀性和粘贴性的问题，能连续生产5W米的产品；使用导电辊电镀能够很好的控制卷材的张力，能够使用大宽幅的卷材，极大的提高了生产效率和成品率。

技术领域

本发明涉及铜箔技术领域，具体涉及一种锂电池负极集流体用复合铜箔的制备方法及制备系统。

背景技术

随着锂电池厂商追求电池降成本、提升能量密度、提升电池安全性，对负极集流体用纯铜箔提出了新的要求。传统的纯铜箔金属集流体，其铜层厚度最薄为4.5μm，单位面积重量为40.5±1.5g/m2，复合铜箔铜层厚度可以做到2μm，单位面积重量仅为24±1.5μm。

复合铜箔主要由支撑层和导电层组成，类似三明治结构，在复合铜箔中，短路引起的初始发热使得支撑膜发生热降解，可隔离短路并防止热失控，从而提高安全性；在减重方面，复合铜箔由于导电层厚度减小，且有机支撑层密度较金属密度要小，在保证导电层具有良好导电和集流性能的情况下，降低了锂电池的重量，增加了电池的重量能量密度。

现有的复合铜箔的技术缺点是制备路线复杂：通过在厚度4～8μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、BOPP(双向拉伸聚丙烯)、PI(聚酰亚胺)等高分子材质的支撑基材表面采用多次往复磁控溅射方式，两面各溅射20～50nm厚金属层，方阻0.5～2Ω(方阻R＝(ρ/d)，其中ρ为材料的电阻率，d为厚度)，实现基材表面金属化，然后通过水平电镀方式，将金属层两面各加厚1μm或以上，制作总厚度在4～8μm的复合铜箔，用以代替4.5～10μm的电解纯铜箔。

传统的工艺是采用磁控或者蒸镀，然后通过水平电镀的方式，选择这个工艺的原因是：由于传统的磁控或者蒸镀预镀层的致密性和粗糙度不好，且因为磁控或者蒸镀需要高温高能量，不断的轰击靶材，产能高温，在连续生产过程中，内部温度不能被释放，容易造成基材薄膜因热膨胀，热穿孔等，造成针孔或者张力不均打皱的缺陷，影响成品率，若经常停机冷却，则会影响生产进度。另外，水平电镀主要是通过双边夹对基材的张力控制，这种方式就容易造成基材表面的张力不均匀，基材容易出现不平整的情况，在电镀过程中，因基材与阳极的间距不一致，电镀后的材料均匀度差，影响内阻和电池性能。

上述复合铜箔的传统工艺存在的技术问题导致没法进行持续生产，尤其没法使用大宽幅卷材进行生产。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种能够使用大宽幅卷材进行持续生产的复合铜箔制备方法，采用如下技术方案：

一种锂电池负极集流体用复合铜箔的制备方法，包括如下步骤：

S1、将大宽幅基材贴合在冷却鼓表面，控制大宽幅基材的工作温度在20-25℃，通过双面磁控溅射方式在大宽幅基材两侧溅射20～50nm厚金属层；

S2、使用导电辊电镀对金属层进行电镀处理，将该金属层两侧面各增厚至少1μm，得到厚度为4～8μm的复合铜箔。

进一步地，所述S2具体包括如下步骤：

将大宽幅基材的金属层经过水洗、酸洗，然后在分别进行一次电镀、一次水洗、二次电镀和二次水洗，最后通过防氧化处理，烘干成品卷。

还提供一种复合铜箔的制备系统，包括实现上述制备方法的双面磁控溅射装置和导电辊电镀装置；