專利名稱：新能源動(dòng)力電池用超薄電解銅箔的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解銅箔的制造方法，更具體地說，一種新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔的制造方法；屬于銅箔制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著全球范圍日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)和環(huán)保壓力，汽車的動(dòng)力源將不得不逐步擺脫石油資源的束縛而采用一些新的能源取代，這直接推動(dòng)著汽車產(chǎn)業(yè)的一次重大技術(shù)革命。 只有以鋰離子電池為動(dòng)力的純電動(dòng)汽車才是我國在激烈的國際競爭中難得的一次歷史機(jī)遇。通過發(fā)展電動(dòng)汽車，中國有可能據(jù)此在全球汽車業(yè)第三次技術(shù)革命中走到世界前列。鋰電汽車是我國在激烈的國際競爭中難得的一次歷史機(jī)遇。鋰電汽車將帶來一場“能源革命” 和“產(chǎn)業(yè)革命”。動(dòng)力電池的負(fù)極集流體由銅箔制造，銅箔在鋰電池內(nèi)既當(dāng)負(fù)極材料的載體，又當(dāng)負(fù)極材料收集與傳輸體。電解銅箔的發(fā)展一直追隨著技術(shù)的發(fā)展，隨著新能源動(dòng)力電池的不斷需求而發(fā)展，由此對電解銅箔的性能有了更高的要求，使電解銅箔向如下方面發(fā)展超薄、高延伸率、高致密低輪廓、良好的厚度均勻性、高標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品一致性、大容量。經(jīng)該工藝生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有良好的抗拉、延伸率性能，與活性物質(zhì)具有優(yōu)良的結(jié)合強(qiáng)度等物理、化學(xué)特性，在提高鋰離子電池電芯容量等方面有良好表現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新能源動(dòng)力電池用電解銅箔的制造方法，該方法制造的電解銅箔細(xì)致緊密、光滑平整、光亮、低粗糙度、超簿。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔的制造方法， 依次包括下述步驟1)將經(jīng)過清洗的銅料及硫酸、去離子水加入到溶銅罐中，向罐內(nèi)鼓入壓縮空氣；2)向溶銅罐中加入羥乙基纖維素50 70ppm、2-巰基苯駢咪唑2 6ppm、硫脲 6 lOppm、明膠30 40ppm后，加熱到45 60°C，生成硫酸銅水溶液；3)再向硫酸銅水溶液以每臺(tái)生箔機(jī)100 200ml/min的添加量加入有機(jī)添加劑拌勻后，在電流密度為4500 5500A/m2進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，不斷地從陰極析出原箔，制成新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔；所述的有機(jī)添加劑含下述濃度的物質(zhì)羥乙基纖維素4 6g/L，2-巰基苯駢咪唑 0. 2 0. 6g/L，硫脲 0. 5 1. 5g/L，明膠 2 3g/L。上述的一種新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔的制造方法，步驟幻所述的硫酸銅水溶液中銅離子含量70 90g/L ；硫酸含量100 130g/L。上述的一種新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔的制造方法，所述的硫酸銅水溶液采用兩道的過濾系統(tǒng)過濾。上述的一種新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔的制造方法，所述的過濾系統(tǒng)由硅藻土過濾器以及精密過濾器組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
1.本發(fā)明生產(chǎn)的新能源動(dòng)力電池用電解銅箔細(xì)致緊密、光滑平整、光亮、低粗糙度、超簿。2.本發(fā)明的電解銅箔技術(shù)指標(biāo)是(1)單位面積重量為70 75g/m2 ； (2)機(jī)械測量厚度< IOym; (3)光毛面的粗糙度Rz < 1. 6 μ m，毛面呈鏡面狀；(4)延伸率> 6. 5% ； (5)抗拉強(qiáng)度> 400N/mm2。與現(xiàn)有的銅箔相比，通過對電解液及添加劑工藝的改進(jìn)，延伸率提高2%，機(jī)械厚度簿了 1 2μπι。3.電解銅箔生產(chǎn)是一個(gè)對銅資源消耗比較大的產(chǎn)業(yè)，所以本發(fā)明對降低能耗具有重要的意義，動(dòng)力鋰電池的重量不僅比傳統(tǒng)鎳氫電池輕一半，體積也小20%，而且電池單體的電壓是鎳氫和鈷鎳電池的3倍，同時(shí)具有循環(huán)壽命長，自放電率小，無記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等突出優(yōu)點(diǎn)，符合國家的新能源政策。4.本發(fā)明生產(chǎn)的銅箔明顯提高鋰電池的充電容量、次數(shù)、增加了使用壽命、也節(jié)省了能源消耗及生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。電解銅硫酸溶液的制造方法首先將經(jīng)過清洗的銅料及硫酸、去離子水加入到具有溶解能力的溶銅罐中，向罐內(nèi)鼓入壓縮空氣，在加熱(一般為45 60°C)條件下，使銅發(fā)生氧化，生成的氧化銅與硫酸發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸銅水溶液，當(dāng)溶解到一定Cu2+濃度(一般為120 150g/L)時(shí)，進(jìn)入儲(chǔ)液罐，溶銅制液系統(tǒng)采用兩道過濾系統(tǒng)，電解液經(jīng)泵加壓抽到硅藻土過濾器和精密過濾器中過濾，其中，過濾精度達(dá)到< 0. 1 μ m以下，雜質(zhì)含量在700ppm以下，電解液經(jīng)過精密過濾器，然后進(jìn)入板式換熱器抽到高位槽。硅藻土能形成堅(jiān)固的粒子結(jié)構(gòu)濾餅狀態(tài)，能使電解液中的細(xì)小顆粒或者膠狀物質(zhì)停留在格子骨架上，溶液能夠達(dá)到潔凈的程度，有效的清除系統(tǒng)中的有機(jī)雜質(zhì)，使生產(chǎn)出來的銅箔保證高性能。把電解液抽到溶銅高位罐，在高位罐直接添加有機(jī)添加劑，經(jīng)過高位罐攪拌機(jī)的充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，電解液送入生箔機(jī)進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)制成電解銅箔。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，電解液都是循環(huán)使用的，不斷地從陰極析出電解銅箔，不斷消耗電解液中的銅，而由溶銅罐不斷溶銅補(bǔ)充電解液中所消耗的銅，使之保持電解液中的銅含量平衡。這其中，利用活性炭吸附掉電解液中的有機(jī)物(包括有機(jī)添加劑)，機(jī)械過濾濾掉(截留)電解液中的固體顆粒物，形成一個(gè)連續(xù)電解銅箔生產(chǎn)過程。在儲(chǔ)液罐中定時(shí)取樣檢測Cu2+、H2SO4的含量、濃度。實(shí)施例1按照上述制造方法得到的電解銅硫酸溶液，通過控制電解液中Cu2+的濃度在70g/ L、H2S04的濃度控制在100g/L，溫度在45°C的條件進(jìn)行電解，電解前在儲(chǔ)液罐先加入羥乙基纖維素50ppm、2-巰基苯駢咪唑2ppm、硫脲6ppm、明膠30ppm的系統(tǒng)預(yù)加量，通過系統(tǒng)循環(huán) Ih以后，以每臺(tái)生箔機(jī)lOOml/mim的添加量在高位槽添加，添加劑的每個(gè)單位組成如下輕乙基纖維素4g/L、2-巰基苯駢咪唑0. 2g/L、硫脲0. 5g/L、明膠2g/L攪拌均勻后，電解液進(jìn)入陽極槽；電解液在電場作用下，電流密度為4500A/m2，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極， 進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，不斷地從陰極析出原箔，制成新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔。
本發(fā)明的新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔經(jīng)檢測為單位面積重量71 士0. 5g/m2， 毛面粗糙度Rz為1. 6 μ m，抗拉強(qiáng)度400N/mm2，毛面光潔度250⑶，延長伸率6. 5%。實(shí)施例2按照上述制造方法得到的電解銅硫酸溶液，通過控制電解液中Cu2+的濃度在85g/ L、H2S04的濃度控制在115g/L，溫度在55°C的條件進(jìn)行電解，電解前在儲(chǔ)液罐先加入羥乙基纖維60ppm、2-巰基苯駢咪唑4ppm、硫脲8ppm、明膠35ppm的系統(tǒng)預(yù)加量，通過系統(tǒng)循環(huán)Ih 以后，以每臺(tái)生箔機(jī)150ml/mim的添加量在高位槽添加，添加劑的每個(gè)單位組成如下 羥乙基纖維素5g/L、2-巰基苯駢咪唑0. 4g/L、硫脲lg/L、明膠2. 5g/L攪拌均勻后，電解液進(jìn)入陽極槽；電解液在電場作用下，電流密度為5000A/m2，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，不斷地從陰極析出原箔，制成新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔。本發(fā)明的新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔經(jīng)檢測為單位面積重量74士0. 5g/m2， 毛面粗糙度Rz為1. 5 μ m，抗拉強(qiáng)度420N/mm2，毛面光潔度350⑶，延長伸率7. 0%。實(shí)施例3按照上述制造方法得到的電解銅硫酸溶液，通過控制電解液中Cu2+的濃度在90g/ L、H2S04的濃度控制在130g/L，溫度在60°C的條件進(jìn)行電解，電解前在儲(chǔ)液罐先加入羥乙基纖維素70ppm、2-巰基苯駢咪唑6ppm、硫脲lOppm、明膠40ppm的系統(tǒng)預(yù)加量，通過系統(tǒng)循環(huán) Ih以后，以每臺(tái)生箔機(jī)200ml/mim的添加量在高位槽添加，添加劑的每個(gè)單位組成如下輕乙基纖維素6g/L、2-巰基苯駢咪唑0. 6g/L、硫脲1. 5g/L、明膠3g/L攪拌均勻后，電解液進(jìn)入陽極槽；電解液在電場作用下，電流密度為5500A/m2，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極， 進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，不斷地從陰極析出原箔，制成新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔。本發(fā)明的新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔經(jīng)檢測為單位面積重量72士0. 5g/m2，毛面粗糙度Rz為 1. 4 μ m，抗拉強(qiáng)度450N/mm2，毛面光潔度400⑶，延長伸率8. 0%。
權(quán)利要求
1.一種新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔的制造方法，其特征在于，依次包括下述步驟1)將經(jīng)過清洗的銅料及硫酸、去離子水加入到溶銅罐中，向罐內(nèi)鼓入壓縮空氣；2)向溶銅罐中加入羥乙基纖維素50 70ppm、2-巰基苯駢咪唑2 6ppm、硫脲6 IOppm,明膠30 40ppm后，加熱到45 60°C，反應(yīng)40 80min，生成硫酸銅水溶液；3)再向硫酸銅水溶液以每臺(tái)生箔機(jī)100 200ml/min的添加量加入有機(jī)添加劑拌勻后，加熱到45 60°C，在電流密度為4500 5500A/m2進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，不斷地從陰極析出原箔，制成新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔；所述的有機(jī)添加劑含下述濃度的物質(zhì)羥乙基纖維素4 6g/L，2-巰基苯駢咪唑 0. 2 0. 6g/L，硫脲 0. 5 1. 5g/L，明膠 2 3g/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔的制造方法，其特征在于，步驟2、所述的硫酸銅水溶液中銅離子含量70 90g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔的制造方法，其特征在于，步驟2、所述的硫酸銅水溶液中硫酸含量100 130g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔的制造方法，其特征在于，所述的硫酸銅水溶液采用兩道的過濾系統(tǒng)過濾。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新能源動(dòng)力電池用超簿電解銅箔的制造方法，其特征在于，所述的過濾系統(tǒng)由硅藻土過濾器以及精密過濾器組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新能源動(dòng)力電池用超薄電解銅箔的制造方法；旨在提供一種細(xì)致緊密、光滑平整、光亮、低粗糙度、超薄電解銅箔的制造方法；其技術(shù)要點(diǎn)是1)將經(jīng)過清洗的銅料及硫酸、去離子水加入到溶銅罐中，向罐內(nèi)鼓入壓縮空氣；2)向溶銅罐中加入羥乙基纖維素50～70ppm、2-巰基苯駢咪唑2～6ppm、硫脲6～10ppm、明膠30～40ppm后，加熱到45～60℃，反應(yīng)40～80min，生成硫酸銅水溶液；3)再向硫酸銅水溶液以每臺(tái)生箔機(jī)100～200ml/min的添加量加入有機(jī)添加劑拌勻后，在電流密度為4500～5500A/m2進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)制成電解銅箔；屬于銅箔制造技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C25D3/38GK102337566SQ20111033578
公開日2012年2月1日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者劉少華, 葉銘, 廖平元, 廖躍元, 楊劍文, 溫秋霞, 王俊鋒, 鐘孟捷 申請人:廣東嘉元科技股份有限公司