[发明专利]一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的制备方法

说明书

本发明涉及铜箔领域，更具体地，本发明涉及一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的制备方法。本发明第一个方面提供了一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液添加剂，所述电解液添加剂包括0.15～0.9g/L含硫化合物，0.07～0.4g/L载运剂，0.01～0.27g/L非离子型表面活性剂，0.07～0.4g/L氯盐。本发明提供的高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液添加剂种类少，提高了电解液的稳定性；同时使用本发明得到的特定比例的电解液制备得到的极薄铜箔单位面积重量在43.0～75.0g/m²之间，单位面积重量极差＜1.0g/m²，厚度均匀，具有高抗拉强度和高延伸率。

技术领域

本发明涉及铜箔领域，更具体地，本发明涉及一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的制备方法。

背景技术

铜箔作为锂离子电池负极的集流体，是制作锂离子电池的核心原材料，占电池总成本的5％左右，其生产技术的发展和性能的好坏直接影响到锂离子电池的制作工艺、性能和生产成本。随着近年来智能手机、新能源汽车的迅猛发展，对锂离子电池的需求暴增，并对其性能和质量提出了更高的要求。在锂电池生产发展初期，电池厂家全部选择压延铜箔来制作电池负极集流体。随着电解铜箔性能的提高，逐渐开始使用电解铜箔作为锂电池的集流体。锂电池用铜箔与传统印刷电路板(PCB)用铜箔相比，不仅在厚度上要求更薄，粗糙度低，而且要有较高的抗拉强度、高的伸长率、良好的导电性、抗氧化性、耐折性和耐腐蚀性等。

我国铜箔企业生产的锂电池用电解铜箔总体技术水平，与日本、韩国仍存在差距，虽然铜箔的生产总量较之前有所提升，但是电解铜箔的档次仍有待提升，尤其是具有高附加值的高档电解铜箔(如锂离子电池用电解铜箔)的产品品质。因此，自主研发锂离子用电解铜箔是我国的一个趋势。

目前，电解铜箔的研制还存在一定的问题。电解铜箔用作锂离子电池负极集流体时，一方面要求抗拉强度高，这样在涂敷负极活性物质时不易断裂，另一方面要求延伸性好，可以与负极活性物质充分接触，降低电池内阻，提高电池的安全性和电容量，然而电解铜箔的抗拉强度与延伸性此消彼长，尤其对于极薄铜箔，要实现两者的平衡难度更大；制备极薄铜箔时，对生产工艺的精度要求非常高，需要在高电流密度、高电解温度、短电解时间内连续制得质量极好的极薄铜箔，现有技术因使用多种添加剂，各组分在严格的电解条件下相互影响，使得电解液性能不稳定，无法制得厚度均匀的极薄铜箔，或是在极薄的厚度下铜箔质量不能满足锂电池的使用需要。

发明内容

针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液添加剂，所述电解液添加剂包括0.15～0.9g/L含硫化合物，0.07～0.4g/L载运剂，0.01～0.27g/L非离子型表面活性剂，0.07～0.4g/L氯盐。

作为本发明的一种优选技术方案，所述含硫化合物为二硫化合物和/或三硫化合物。

作为本发明的一种优选技术方案，所述含硫化合物包括二硫化合物；所述二硫化合物包括四氢噻唑硫酮、聚二硫二丙烷磺酸钠、4-[[2-(乙酰氨基)乙基]二硫代]-1-丁烷亚磺酸钠、硫胺二硫化合物、2-取代亚肼基-1,3-二硫杂环戊烷、乙撑硫脲、2-巯基苯并咪唑中至少一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述非离子型表面活性剂为含胺的聚醚型表面活性剂。

作为本发明的一种优选技术方案，所述含胺的聚醚型表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚。

作为本发明的一种优选技术方案，所述含硫化合物、非离子型表面活性剂以及氯盐的重量比为(3～4)：1：(1～2)。

作为本发明的一种优选技术方案，所述载运剂为聚醚类化合物；所述聚醚类化合物包括聚乙二醇、氧化乙基与氧化丙基共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚中至少一种。

本发明第二个方面提供了一种高抗拉强度锂离子电池用极薄电解铜箔的电解液。