软包锂电池用负极铜箔及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种软包锂电池用负极铜箔及制备方法，该软包电池负极铜箔主要包括绝缘芯层、两侧复合导电铜箔层。该锂电池软包的复合铜箔的制备方法：将热熔的绝缘树脂通过模头挤出，在熔融树脂的两侧各发送一层铜箔，通过挤压成型的方式复合，行成复合式铜箔半成品，然后根据电池所用材料的厚度需求对该半成品铜箔进行两侧减铜并做抗氧化处理。该方法制备的复合铜箔，与现有纯铜箔技术相比，由于采用绝缘层，使得其机械性能、面密度、材料厚度均得到大幅改善；与绝缘基材镀铜复合铜箔技术相比，解决了蒸发镀铜、磁控镀铜工艺复杂，金属熔融物飞溅导致的绝缘层穿孔问题，也避免了水镀铜效率较低问题。效率较低问题。效率较低问题。

【技术实现步骤摘要】
软包锂电池用负极铜箔及制备方法

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[0001]本专利技术涉及化工锂电池材料生产领域，主要是一种软包锂电池用负极铜箔及制备方法。

技术介绍
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[0002]随着现代科技的不断发展，人们对各种资源类的消耗也在不断增加，如石油资源的过度使用，造成碳排放量大增，造成现在全球环境的日益严俊，高碳排放的生活不可持续，因而新能源的需求也在不断增加。而随着智能手机、新能源汽车及分布式电站的发展，智能设备的锂电池软包、动力电池软包、储能电池软包等都出现了跨越式发展。然而，随着软包锂离子电池越来越贴近生活，满足了人们对清洁能源、低碳排放的需求，同时，其高能量密度、高续航里程越来越成为人们关注的焦点。
[0003]目前，软包电池的负极材料主要通过超薄铜箔涂特定的炭黑层所组成，为了提高电池的能量密度、降低整个电池的重量，铜箔厚度加工技术一直是各大材料厂的技术核心，铜箔原料厂从不同的配方、工艺、设备等多个方面寻求生产超薄铜箔的产业化路线；负极材料加工单位通过优化工艺、调整设备精度方面使来之不易的超薄铜箔能有较高的加工良率。然而，单纯的金属材料铜箔在8微米以下，其加工难度随厚度的递减逐渐增加，在达到6微米以下时以很难进行产业化生产。主要表现在材料过薄后机械强度过低，无法满足设备运行所需的最低张力需求；同时材料因过薄而导致膜面刚性过低，极其容易折皱，导致无法收卷；此外，作为金属箔厚度越薄其对环境洁净度的要求越高，任何微小的颗粒都可以造成无法恢复的永久性垫伤。目前，现有的复合铜箔亦有通过蒸发镀铜、磁控镀铜和水镀铜层的工艺，但是其蒸发镀铜和磁控镀铜的工艺复杂，均有高温熔融金属物飞溅导致中间穿孔的问题，且在水镀过程中效率较慢。
[0004]对锂离子电池负极材料的制备，如中国专利公告号CN109554738A，公告的《一种锂离子电池负极铜箔生产设备及方法》，其具体公开了一种锂离子电池负极铜箔生产设备及方法，将含有纳米铜层的PET膜从放卷机构处放卷，进入电镀槽B中，电镀后进入电镀槽C中，再连续经过各级电镀槽D
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I电镀后，进入水洗槽中水洗，挤水后进入第一干燥设备烘干后，进入钝化槽中进行钝化处理，而后再进行烘干，最后经收卷机构收卷。采用本专利技术提供的生产设备及方法生产的极薄铜箔有效降低了锂离子电池的重量，为实现300Wh/kg的动力电池比能量提供一种轻质负极材料，同时解决了国内现有技术和设备的不足，填补了国内极薄铜箔生产领域的空缺。此外，本专利技术提供的极薄电解铜箔生产方法和设备，取代了电解铜箔生产中昂贵而庞大的阴极辊设备，降低了企业的生产成本且更易于操作，便于企业进行大规模生产。
[0005]又如中国专利公告号CN107452964A，公开的《一种提高锂电池负极铜箔集电极电性能的方法》，其公开的一种提高锂电池负极铜箔集电极电性能的方法，其特征在于利用真空等离子镀膜技术在锂电池负极集电极铜箔上沉积一层纳米铜薄膜，再对铜薄膜表面进行离子源轰击处理，用以提高锂电池负极材料与集电极铜箔的附着力，减小界面效应，从而提
高锂电池的电性能。
[0006]从上述中国专利公告所公开及现有技术的锂离子电池的负极铜箔的生产来看，对于现有的技术制备锂离子电池用的负极铜箔方法，存在着蒸发镀铜、磁控镀铜的工艺方法，但是其工艺复杂，而且在实施过程中金属熔融物极易飞溅导致的绝缘层穿孔，且存在镀铜后水镀铜速度过慢的效率问题，还存在现有技术的现有超薄铜箔强度的不足；二是，对现有技术存在着负极材料采用纯铜箔制作，铜的密度大，电池的重量较重，能量密度偏低等的不足。
[0007]因此如何来提供一种软包锂电池用负极铜箔及制备方法，提供一种复合铜箔材料代替传统的铜箔，大幅提升复合铜箔的机械性能、机台的适应性；材料在涂布工艺、分切工艺、缠绕工艺等电池制作过程中制作难度大幅下降；及现有的负极材料采用纯铜箔制作，铜的密度大，电池的重量较重，能量密度偏低的不足等问题。提供一种以绝缘非金属层做芯层，其密度远低于铜箔，减轻了电池重量，提高电池的能量密度。制备成本低，操作方便，工艺简单，性能优异的锂电池用的负极铜箔产品。

技术实现思路
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[0008]本专利技术就是要提供一种软包锂电池用负极铜箔及制备方法，是由铜箔层和绝缘材料层复合而成，提供的一种复合铜箔材料代替传统的铜箔，大幅提升复合铜箔的机械性能、机台的适应性；材料在涂布工艺、分切工艺、缠绕工艺等电池制作过程中制作难度大幅下降；以绝缘非金属层做芯层，其密度远低于铜箔，减轻了电池重量，提高电池的能量密度。制备成本低，操作方便，工艺简单，性能优异的锂电池用的负极铜箔产品。
[0009]本专利技术公开的目的之一是提供一种软包锂电池用负极铜箔，一种软包锂电池用负极铜箔，是由铜箔层和绝缘材料层复合而成。
[0010]本专利技术所述的一种软包锂电池用负极铜箔，其所述负极铜箔是由内到外依次包括铜箔层、绝缘材料层、铜箔层复合而成。
[0011]优选的，是所述绝缘材料层采用绝缘材料树脂制备而成，所述绝缘材料树脂为聚脂薄膜及其衍生物、聚酰亚胺薄膜及其衍生物、聚乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、改性聚偏氟乙烯薄膜、液晶芳香聚酯薄膜、聚醚砜薄膜中的任意一种。
[0012]进一步的，是控制所述绝缘材料层厚度为1微米～100微米；铜箔层厚度为0.1微米～50微米。
[0013]优选的，是控制所述负极铜箔的总厚度为2微米～200微米。
[0014]本专利技术的另一目的是提供一种软包锂电池用负极铜箔的制备方法，包括如下方法步骤：
[0015]1)，制绝缘材料层，以绝缘材料树脂为原料，将制备绝缘材料层的绝缘材料树脂，采用热熔挤出的方式，挤出形成熔融胶膜，即为绝缘材料层；
[0016]2)，制负极铜箔半成品，以铜箔为原料，将铜箔放卷分别置于步骤1)制备的绝缘材料层的熔融胶膜两侧，通过挤压成型装置进行复合成型处理，为负极铜箔半成品；
[0017]或将步骤1)所得的绝缘材料层的熔融胶膜收卷，置于热压复合装置设备上，对绝缘材料层的熔融胶膜两侧一次或同步进行贴合铜箔复合成型处理，即为负极铜箔半成品；
[0018]步骤3)，将步骤2)复合所得的负极铜箔半成品，根据负极铜箔的厚度需求进行减
铜操作后，再对两侧铜箔进行复合抗氧化处理后，即得负极铜箔。
[0019]本专利技术所述的一种软包锂电池用负极铜箔的制备方法，其步骤1)控制热熔挤出温度为120℃
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140℃；
[0020]所述的一种软包锂电池用负极铜箔的制备方法，其步骤2)所述复合成型处理是在气压作用下复合成型处理，控制气压条件为3
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8kgf。
[0021]本专利技术所述的复合抗氧化处理是指步骤2)所得的负极铜箔半成品经步骤3)的减铜操作后先置于清洗槽中进行清洗处理，然后转入抗氧化处理槽中进行抗氧化处理，最后取出经烘干后即得本专利技术所述的负极铜箔产品。本专利技术的抗氧化处理可以是按现有的对铜质材料处理的工艺方法进行处理。
[0022]本专利技术公开的一种软包锂电池用的负极铜箔及制备方法，具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软包锂电池用负极铜箔，是由铜箔层和绝缘材料层复合而成。2.根据权利要求1所述的一种软包锂电池用负极铜箔，其特征是所述负极铜箔是由内到外依次包括铜箔层、绝缘材料层、铜箔层复合而成。3.根据权利要求1或2所述的一种软包锂电池用负极铜箔，其特征是所述绝缘材料层采用绝缘材料树脂制备而成，所述绝缘材料树脂为聚脂薄膜及其衍生物、聚酰亚胺薄膜及其衍生物、聚乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、改性聚偏氟乙烯薄膜、液晶芳香聚酯薄膜、聚醚砜薄膜中的任意一种。4.根据权利要求1或2所述的一种软包锂电池用负极铜箔，其特征是控制所述绝缘材料层厚度为1微米~100微米；铜箔层厚度为0.1微米~50微米。5.根据权利要求1或2所述的一种软包锂电池用负极铜箔，其特征是控制所述负极铜箔的总厚度为2微米~200微米。6.一种软包锂电池用负极铜箔的制备方法，包括如下方法步骤：1），制绝缘材料层，以绝缘材料树脂为原料，将制备绝缘材料层的绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成利，闫洪嘉，张鹏，张曙光，
申请(专利权)人：江西明冠锂膜技术有限公司，
类型：发明
国别省市：