本發(fā)明涉及鋰離子電池用電解銅箔，尤其涉及能改善褶皺的電解銅箔及其制法、包括電解銅箔的電極及電池。

背景技術(shù)：

1、鋰電銅箔是用于鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一，它在電池制造中扮演著重要的角色。由于鋰電銅箔具有高導(dǎo)電性、良好的機(jī)械性能和穩(wěn)定性等優(yōu)良性能，使得鋰電銅箔成為制造高性能、高安全性的鋰離子電池的理想選擇。隨著鋰電銅箔需求量的大幅提升，銅箔企業(yè)的產(chǎn)能也隨之?dāng)U大，然而生產(chǎn)的鋰電銅箔都會(huì)存在自退火效應(yīng)，經(jīng)過較長時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定態(tài)，在微觀晶粒變化過程中容易產(chǎn)生尺寸變化不均勻?qū)е潞暧^的銅箔褶皺，這種褶皺展開后呈波浪形，寬度在幾毫米至幾厘米不等且貫穿整個(gè)卷長，嚴(yán)重時(shí)帶上張力仍然目視可見，在行業(yè)中，這種缺陷俗稱“泡泡紗”或“水波紋”，該缺陷會(huì)引起銅箔本身起折和收卷不平等問題，導(dǎo)致鋰電池負(fù)極漿料涂布不均勻及打折，使極片報(bào)廢，造成客戶投訴及索賠。

2、如中國發(fā)明專利公布號cn117702113a公開了一種可減少集流體褶皺的銅箔集流體生產(chǎn)裝置及其工藝，所述操作箱的下端設(shè)置有電鍍箱，所述電鍍箱與操作箱通過氬弧焊連接，所述電鍍箱的下端設(shè)置有蒸鍍箱，所述蒸鍍箱與電鍍箱通過氬弧焊連接，所述蒸鍍箱的內(nèi)部設(shè)置有蒸鍍機(jī)，所述蒸鍍機(jī)與蒸鍍箱通過螺栓連接，所述電鍍箱的內(nèi)部設(shè)置有電鍍池，所述電鍍池與電鍍箱設(shè)置為固定連接，所述操作箱上設(shè)置有磁控濺射器，所述磁控濺射器設(shè)置有多個(gè)，所述磁控濺射器與操作箱通過螺栓連接，所述操作箱的內(nèi)部設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)盤。該工藝是通過磁控濺射器與蒸鍍機(jī)的設(shè)置來解決膜體厚度較低而導(dǎo)致出現(xiàn)褶皺或合格率下降現(xiàn)象的問題，并未解決由自退火效應(yīng)引起的銅箔褶皺。

3、又如中國發(fā)明專利公布號cn113661587a公開了能防止撕裂或褶皺不良的電解銅箔及其制法、包括電解銅箔的電極以及包括電極的二次電池，所述電解液包含：70至90g/l的銅離子；50至150g/l的硫酸；5至45mg/l的砷as；5至25mg/l的乙酰胺；以及5至20mg/l的聚丙二醇ppg，該專利解決的是隨著電解銅箔變薄，發(fā)生卷曲(curl)，從而在卷取電解銅箔時(shí)因邊緣(edge)部卷曲而產(chǎn)生電解銅箔的撕裂(tear)或褶皺(wrinkle)這樣的不良，并未解決由自退火效應(yīng)引起的銅箔褶皺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的問題是現(xiàn)有的鋰電銅箔由于自退火效應(yīng)產(chǎn)生褶皺，為此提供能改善褶皺的電解銅箔及其制法、包括電解銅箔的電極及電池。

2、經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明降低銅箔初始態(tài)與穩(wěn)定態(tài)的抗拉強(qiáng)度差值能夠有效減少自退火引起的衰變量，從而減輕“泡泡紗”現(xiàn)象。所以根據(jù)此機(jī)理本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是降低甚至根除“泡泡紗”外觀缺陷，為此開發(fā)一套電解銅箔低自退火效應(yīng)添加劑。

3、在此之前，人們只是在鋰電銅箔退火工藝的節(jié)點(diǎn)上尋求改善方法，如調(diào)整退火溫度和退火時(shí)間，需要多次調(diào)整后才能得到理想的效果，調(diào)整時(shí)間長，調(diào)整成本高，因此尋求一種新的能夠一次性解決泡泡紗外觀缺陷的方法是本領(lǐng)域亟需的。

4、申請人無意中發(fā)現(xiàn)，在電解液中添加一定量的低自退火效應(yīng)添加劑可以降低銅箔初始態(tài)與穩(wěn)定態(tài)的抗拉強(qiáng)度差值，并通過多次試驗(yàn)得到一個(gè)明確的添加劑配方，只要用此配方添加劑添加到電解液中，就可以大幅改善泡泡紗外觀缺陷。

5、本發(fā)明的技術(shù)方案是：改善褶皺的電解銅箔的制備方法，包括以下步驟：（1）、配置添加劑：將二甲基二硫代氨基甲酸鈉、3-巰基丙烷磺酸鈉、硫脲和聚乙二醇混合，再加入水均勻攪拌1min?~3min，其中聚乙二醇的分子量為1000~4000；（2）、向電解液中添加添加劑：將所述添加劑在電解液中以一定的速度添加；（3）、電解銅箔：將電解液進(jìn)行電解形成生箔。

6、上述方案中所述二甲基二硫代氨基甲酸鈉用量為5mg/l?~80mg/l，所述硫脲用量為10mg/l?~60mg/l,所述3-巰基丙烷磺酸鈉用量為6mg/l~80mg/l,所述聚乙二醇用量為5mg/l?~80mg/l。

7、上述方案中所述電解液中cu2+60g/l±2g/l、h2so490g/l±5g/l、cl-45mg/l?-50mg/l，所述電解液電流密度75a/dm2，溫度為45℃±2℃。

8、上述方案中所述添加劑的添加速度為100ml/min。

9、電解銅箔，由上述改善褶皺的電解銅箔的制備方法制成。

10、鋰離子電池負(fù)極，包括：集流體，所述集流體由上述的電解銅箔制成；活性物質(zhì)，所述活性物質(zhì)承載在集流體上。

11、鋰離子電池，包括：正極；如上所述的鋰離子電池負(fù)極；電解質(zhì)；分隔膜。

12、本發(fā)明的有益效果是添加劑能降低銅箔初始態(tài)與穩(wěn)定態(tài)的抗拉強(qiáng)度差值，從而減輕“泡泡紗”現(xiàn)象。

技術(shù)特征：

1.改善褶皺的電解銅箔的制備方法，其特征是：包括以下步驟：（1）、配置添加劑：將二甲基二硫代氨基甲酸鈉、3-巰基丙烷磺酸鈉、硫脲和聚乙二醇混合，再加入水均勻攪拌1min~3min，其中聚乙二醇的分子量為1000~4000；（2）、向電解液中添加添加劑：將所述添加劑在電解液中以一定的速度添加；（3）、電解銅箔：將電解液進(jìn)行電解形成生箔。

2.如權(quán)利要求1所述的改善褶皺的電解銅箔的制備方法，其特征是：所述二甲基二硫代氨基甲酸鈉用量為5mg/l?~15mg/l，所述硫脲用量為10mg/l?~20mg/l,所述3-巰基丙烷磺酸鈉用量為6mg/l~10mg/l,所述聚乙二醇用量為5mg/l?~10mg/l。

3.如權(quán)利要求1所述的改善褶皺的電解銅箔的制備方法，其特征是：所述電解液中cu2+60g/l±2g/l、h2so490g/l±5g/l、cl-45mg/l?-50mg/l，所述電解液電流密度75a/dm2，溫度為45℃±2℃。

4.如權(quán)利要求1所述的改善褶皺的電解銅箔的制備方法，其特征是：所述添加劑的添加速度為100ml/min。

5.電解銅箔，其特征是：由權(quán)利要求1-4任一所述的改善褶皺的電解銅箔的制備方法制成。

6.鋰離子電池負(fù)極，其特征是：包括：集流體，所述集流體由權(quán)利要求5所述的電解銅箔制成；活性物質(zhì)，所述活性物質(zhì)承載在集流體上。

7.鋰離子電池，其特征是：包括：正極；如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池負(fù)極；電解質(zhì)；分隔膜。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了改善褶皺的電解銅箔及其制法、包括電解銅箔的電極及電池，包括以下步驟：（1）、配置添加劑：將二甲基二硫代氨基甲酸鈉、3?巰基丙烷磺酸鈉、硫脲和聚乙二醇混合，再加入水均勻攪拌1min~3min，其中聚乙二醇的分子量為1000~4000；（2）、向電解液中添加添加劑：將所述添加劑在電解液中以一定的速度添加；（3）、電解銅箔：將電解液進(jìn)行電解形成生箔。本發(fā)明的有益效果是添加劑能降低銅箔初始態(tài)與穩(wěn)定態(tài)的抗拉強(qiáng)度差值，從而減輕“泡泡紗”現(xiàn)象。

技術(shù)研發(fā)人員：馮曉陽,劉芳,殷勇,黃國平,徐龍,胡聰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江西華創(chuàng)新材有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6