[发明专利]一种改性铜箔及其制备方法和在锂离子电池方面的用途

说明书

本发明公开了一种改性铜箔及其制备方法和在锂离子电池方面的用途，涉及锂电池铜箔技术领域。制备方法包括以下步骤：向硫酸铜电解液中添加明胶、聚二硫二丙烷磺酸钠及木质素磺酸钠，进行电解制箔，利用改性溶液对得到的铜箔进行改性处理，烘干，即得改性铜箔。本发明综合实现了铜箔的轻量化与优异性能，为实现锂离子电池的绿色可持续发展提供了强有力的支撑。

技术领域

本发明涉及锂电池铜箔技术领域，特别是涉及一种改性铜箔及其制备方法和在锂离子电池方面的用途。

背景技术

锂离子电池因其自身的优越性能在众多电池中脱颖而出，成为最理想、最有应用前途的电池。锂离子电池广泛应用于移动电话、笔记本电脑等设备中，随着电子设备更新换代越来越快，锂离子电池的需求量也急剧增加。与此同时，新能源技术的快速发展带动了新能源汽车等行业的迅猛发展，同样增大了对锂离子电池的需求量。

铜箔是锂离子电池中不可或缺的载体材料，在锂离子电池使用过程中，既可充当负极活性载体，又可充当电子收集与传导体。随着电子器件集成化发展，发展具有更小体积、更轻质量、更优性能的锂离子电池，有效提升锂离子电池综合性能的需求越来越迫切，这使得提升铜箔的性能并使之更为轻量化成为必然趋势。而现有铜箔的厚度尚不能满足实际应用需求，同时抗拉强度及延伸率较差，出于更薄、更轻量化、降本增效的需求，铜箔的进一步轻量化与性能提升是目前铜箔产业发展重要的方向。

此外，在对铜箔进行处理时，通常需要引入Cr⁶⁺来实现抗氧化的目的，但Cr⁶⁺对于环境具有持久危害，因此，提供一种无铬化工艺是目前铜箔生产迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性铜箔及其制备方法和在锂离子电池方面的用途，以解决上述现有技术存在的问题，实现铜箔的轻量化，使其具有超薄厚度及优异的性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明目的之一是提供一种改性铜箔的制备方法，包括以下步骤：

(1)电解制箔：向硫酸铜电解液中添加明胶、聚二硫二丙烷磺酸钠及木质素磺酸钠，进行电解制箔，得到铜箔；

(2)铜箔改性处理：利用改性溶液对所述铜箔进行改性处理，烘干，即得所述改性铜箔；

所述改性溶液的溶剂为水，每升改性溶液中原料组分含量为：木质素磺酸钠1.5-2.5g、植酸钠10-25g、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐8-10g、无水乙醇250-300mL、乳化剂NP-1040mL、硅烷偶联剂KH570 3-5mL。

进一步地，所述硫酸铜电解液的Cu²⁺含量为45-80g/L，H₂SO₄浓度为120-145g/L，氯离子含量为25-27ppm，温度为45-50℃。

进一步地，步骤(1)的硫酸铜电解液中明胶浓度为5-40mg/L，聚二硫二丙烷磺酸钠浓度为5-10g/L，木质素磺酸钠浓度为0.5-1g/L。

进一步地，步骤(1)电解制箔的电流密度为50-60A/m²。

进一步地，所述改性处理的温度为25-30℃，电流密度为40-100A/m²，改性时间为5-10s。

进一步地，所述烘干温度为100-120℃。

本发明目的之二是提供一种上述制备方法制备得到的改性铜箔。

本发明目的之三是提供一种上述改性铜箔在锂离子电池中的应用。

本发明目的之四是提供一种锂离子电池，以上述改性铜箔作为电极材料。

本发明公开了以下技术效果：