锂电池专用铜箔无铬钝化剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种锂电池专用铜箔无铬钝化剂及其应用，其制备原料包括：主盐、有机酸、缓蚀剂、螯合剂、络合剂、添加剂和有机溶剂，除此之外，还包括肌醇类物质，在环己六醇六磷酸、葡萄糖和肌醇(1,4,5)三磷酸盐的协同作用下，极大的提高了6

【技术实现步骤摘要】
锂电池专用铜箔无铬钝化剂及其应用


[0001]本专利技术属于电解铜箔表面处理
，分类号为C25D3/00，具体的，涉及一种锂电池专用铜箔无铬钝化剂及其应用。

技术介绍

[0002]电解铜箔作为生产印制线路板和锂离子电池的基本导电原材料，是各种电子元器件相互组装的载体。近年来，随着国内外电子技术和移动通讯的更新换代，电子线路板正朝着种类齐全化、功能多样化、传输快速化方向发展，相应电解铜箔的生产和应用也逐步向精细化、超薄化和高频化发展。由于电沉积制备的生箔为表面裸露的铜结晶晶粒，抗高温氧化能力差，容易出现铜扩散造成后期印制线路板短路风险；直接以生箔蚀刻线路也极易发生侧蚀造成断路风险。因此电解铜箔在印制线路板的实际生产应用中，需要经过一系列的表面处理，通常情况下，包含预处理、粗化、固化、合金化、钝化和硅烷化等工艺过程，以满足各种新兴元器件的应用要求。
[0003]目前电解铜箔钝化的方法主要是用铬酸的溶液来生成氧化铬保护层，但铬氧化层里有很多裂缝，进而在铬氧化层下镀一层锌或者锌合金来提升其高温抗氧化性能，但工艺较为复杂，并且铬氧化层是一种半导体，会使得铜箔的电阻变大，导电性能变差，除此之外，铬是致癌物质，不仅会危害人体，还会污染环境，在锂离子电池行业，钝化层需要有内阻小、耐蚀性强和高温抗氧化性佳的特点。
[0004]中国专利CN101532154B公开了一种电解铜箔表面无铬钝化处理方法，该专利技术可以使得电解铜箔制品在高温220℃、30min条件下无氧化现象，虽然解决了其耐高温抗氧化性能，但其电解铜箔制品在耐盐雾性能上还有待提高，除此之外，电解铜箔钝化后的导电性能也是很重要，但本专利中并未解决。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种锂电池专用铜箔无铬钝化剂，其制备原料包括：主盐、有机酸、缓蚀剂、螯合剂、络合剂、添加剂和有机溶剂。
[0006]进一步优选的，所述缓蚀剂为二乙醇胺，所述络合剂包括羟基乙叉基二膦酸、氮基三乙酸、氨基三亚甲基磷酸、羟基乙酸、亚甲基二磷酸和乙二胺四亚甲基磷酸中的至少一种；所述有机溶剂为乙二醇、聚乙二醇、乙烯乙二醇、脂肪胺聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
[0007]进一步优选的，所述络合剂为羟基乙叉基二膦酸，所述有机溶剂为聚乙二醇。
[0008]进一步优选的，所述羟基乙叉基二膦酸的质量浓度为0.1
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2g/L，所述聚乙二醇为聚乙二醇200，其质量浓度为5
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15g/L，所述缓蚀剂的质量浓度为0.5
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6g/L。
[0009]进一步优选的，所述羟基乙叉基二膦酸的质量浓度为0.2g/L，所述聚乙二醇200的质量浓度为10g/L，所述缓蚀剂的质量浓度为4g/L。
[0010]优选的，所述主盐包括钼酸盐、硅酸盐、磷酸盐、钛盐、镍盐和锆盐中的至少一种。
[0011]进一步优选的，所述主盐包括硅酸盐、镍盐和钼酸盐中的至少一种。
[0012]进一步优选的，所述主盐为硅酸盐，所述硅酸盐为硅酸钠溶液。
[0013]进一步优选的，所述硅酸钠溶液的质量分数为50
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60％，质量浓度为10
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20g/L。
[0014]进一步优选的，所述硅酸钠溶液的质量分数为60％，质量浓度为15g/L。
[0015]优选的，所述有机酸包括甲酸、草酸、有机磷类化合物、柠檬酸、抗坏血酸、酒石酸和苹果酸中的至少一种。
[0016]进一步优选的，所述有机酸为有机磷类化合物，所述有机磷类化合物为环己六醇六磷酸溶液，所述环己六醇六磷酸溶液的质量分数为30
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40％。
[0017]进一步优选的，所述环己六醇六磷酸溶液的质量浓度为15
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20mL/L，质量分数为40％。
[0018]进一步优选的，所述环己六醇六磷酸溶液的质量浓度为18mL/L，质量分数为40％。
[0019]优选的，所述锂电池专用铜箔无铬钝化剂的制备原料还包括肌醇类物质。
[0020]优选的，所述肌醇类物质占有机酸质量浓度的20
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30％。
[0021]进一步优选的，所述肌醇类物质占有机酸质量浓度的23
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26％。
[0022]进一步优选的，所述肌醇类物质占有机酸质量浓度的25％。
[0023]优选的，所述肌醇类物质为肌醇(1,4,5)三磷酸盐。
[0024]优选的，所述螯合剂包括苯并三氮唑、乙二胺四乙酸、葡萄糖酸钠、氨三乙酸三钠和氮三甲撑膦酸钠中的至少一种。
[0025]进一步优选的，所述螯合剂为葡萄糖酸钠，所述葡萄糖酸钠的质量浓度为2
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10g/L。
[0026]进一步优选的，所述葡萄糖酸钠的质量浓度为5g/L。
[0027]优选的，所述添加剂为多羟基醛、纳米硅溶胶、硫脲和盐酸中的至少一种。
[0028]进一步优选的，所述添加剂为多羟基醛，所述多羟基醛为葡萄糖。
[0029]进一步优选的，所述葡萄糖的质量浓度为1
‑
10g/L。
[0030]进一步优选的，所述葡萄糖的质量浓度为2
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6g/L。
[0031]进一步优选的，所述葡萄糖的质量浓度为4g/L。
[0032]优选的，所述添加剂还包括氧化锌。
[0033]进一步优选的，所述氧化锌的质量浓度为1
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3g/L。
[0034]进一步优选的，所述氧化锌的质量浓度为2g/L。
[0035]所述锂电池专用铜箔无铬钝化剂的制备方法如下：
[0036]将主盐、有机酸、缓蚀剂、螯合剂、络合剂、添加剂、有机溶剂加入至反应釜中，搅拌速度为350
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500rpm/min，搅拌时间为30
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60min，即得。
[0037]本申请人发现，加入40％质量分数的环己六醇六磷酸溶液和多羟基醛使得钝化膜的抗盐雾性能和抗氧化性能增强，猜测原因可能是：环己六醇六磷酸溶液未参与反应的磷羟基之间可通过氢键或者脱水反应而连接，形成高交联密度的网状结构的植酸钝化膜，加入多羟基醛后，特别的多羟基醛为葡萄糖时，使得铜合金表面更加致密，但仅加入环己六醇六磷酸溶液和葡萄糖会影响6
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10μm的双光铜箔的导电性，进而使得锂电池的容量减小，本申请人意外发现，当葡萄糖的质量浓度为4g/L，40％质量分数的环己六醇六磷酸的质量浓度为15
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20mL/L时，加入肌醇(1,4,5)三磷酸盐，特别是当肌醇(1,4,5)三磷酸盐占环己六醇
六磷酸质量浓度的20
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30％时，不仅减小了6
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10μm的双光铜箔的电阻，还使得双光铜箔在140℃放置15min仍然表面光亮，不变色(如附图1所示)，在10％的盐雾中放置72h后无浅褐色斑点产生，推测是：环己六醇六磷酸的空间位阻较大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池专用铜箔无铬钝化剂，其特征在于，其制备原料包括：主盐、有机酸、缓蚀剂、螯合剂、络合剂、添加剂和有机溶剂。2.根据权利要求1所述的一种锂电池专用铜箔无铬钝化剂，其特征在于，所述主盐包括钼酸盐、硅酸盐、磷酸盐、钛盐、镍盐和锆盐中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的一种锂电池专用铜箔无铬钝化剂，其特征在于，所述有机酸包括甲酸、草酸、有机磷类化合物、柠檬酸、抗坏血酸、酒石酸和苹果酸中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种锂电池专用铜箔无铬钝化剂，其特征在于，所述锂电池专用铜箔无铬钝化剂的制备原料还包括肌醇类物质。5.根据权利要求4所述的一种锂电池专用铜箔钝化剂，其特征在于，所述肌醇类物质占有机酸质量浓度的20
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄健超，蔡基峰，王庭剑，
申请(专利权)人：广州旭淼新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：