【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解铜箔，尤其涉及一种电解双光铜箔添加剂、电解双光铜箔及其制备方法。
技术介绍
1、铜箔在锂离子电池中既充当负极活性物质的载体，又充当负极电子流的收集与传输体，对电池的性能和成本具有重要影响。随着锂离子电池技术的不断发展，对铜箔的性能要求也在不断提高。
2、负极活性物质是电池中发生电化学反应的关键部分，它们能够吸收和释放锂离子，从而实现电池的充放电过程。铜箔的质地较软且具有良好的机械加工性能，使得其能够紧密地贴合负极活性材料，确保电池的稳定性和可靠性。铜箔的厚度均匀度影响电池的容量和一致性，进而影响电池的能量密度。在相同体积的电池中，铜箔的厚度越薄，其承载负极活性物质的能力越好，电池的容量越大，能量密度也相应提升。铜箔的抗拉强度和延伸率等物理性能影响负极制作的成品率、电池容量、内阻和循环寿命等。优质的铜箔能够提升电池的循环稳定性，延长电池的使用寿命。
3、电解铜箔是通过电解的方式，在直流电场的作用下，使cu2+离子电沉积于辊筒形负极上，形成电沉积物，即电解铜箔。目前电解铜箔主要在酸性镀铜体系进行生产，为了提高电解铜箔的抗拉强度和延伸率，需要加入添加剂以减少镀层之中的缺陷，改善铜箔的力学性能，防止制造出的铜箔在使用过程中出现断裂、失效等情况。
4、授权号为cn111172567b的中国专利公开了一种用于普强型锂离子电池用极薄电解铜箔制备方法，其中电镀液及添加剂包括硫酸铜、硫酸、氯离子、晶粒细化剂、载运剂和整平剂，其中整平剂为联吡啶。吡啶作为整平剂虽然具有较好的整平效果，但由于其和光
5、授权号为cn117305919b的中国专利公开了一种锂电池用双光铜箔的生产工艺，其中使用的添加剂包括噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠、羟乙基纤维素、2-氨基苯并咪唑等。该专利技术通过多种添加剂的复配，提高了电解铜箔的抗拉强度。但是由于添加剂种类较多，各类型的添加剂在电解铜箔过程中难免有所残留，导致铜箔的内应力较大，延伸率较低。
6、如何在保持铜箔厚度较低的情况下，更大程度的提高铜箔的延伸率、抗拉强度和光泽度仍是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为解决现有电解铜箔添加剂对于同时提高铜箔抗拉强度和延伸率效果不佳的问题，本专利技术提供了一种电解双光铜箔添加剂、电解双光铜箔及其制备方法。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种电解双光铜箔添加剂，包括如下质量浓度的组分：1～20g/l硫酸、0.1～30g/l含硫化合物主光亮剂、5～100g/l整平剂、10～200g/l聚乙二醇和1～10g/l辅助光亮剂，余量为去离子水；
4、所述整平剂为双酚a聚氧乙烯醚硫酸钠、萘酚聚氧乙烯醚硫酸钠或异辛醇聚氧乙烯醚中的一种或几种的组合。
5、进一步的，所述双酚a聚氧乙烯醚硫酸钠的平均分子量为500～2500，萘酚聚氧乙烯醚硫酸钠的平均分子量为1500～2000；所述异辛醇聚氧乙烯醚的平均分子量为2000。
6、进一步的，所述含硫化合物主光亮剂为聚二硫二丙烷磺酸钠或3-巯基-1-丙烷磺酸钠中的一种。
7、进一步的，所述辅助光亮剂为二硫代碳酸丙酯磺酸钾、聚乙烯亚胺或聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合。
8、进一步的，所述聚乙二醇的分子量为2000～8000。
9、一种使用本专利技术提供的电解双光铜箔添加剂制备电解双光铜箔的制备方法，按照电解双光铜箔添加剂与电解液的体积比为1ml:1l向电解液中加入电解双光铜箔添加剂，一定工作温度下进行电解铜箔，通过调节阴极电流密度和工作时间控制铜箔厚度，制得电解双光铜箔。
10、进一步的，所述电解液含有如下质量浓度的组分：100～300g/l硫酸铜五水合物、50～200g/l浓硫酸和10～300mg/l浓盐酸，余量为去离子水。
11、进一步的，电解铜箔使用的阴极为钛板，阳极为磷铜阳极或不溶性阳极。
12、进一步的，所述工作温度为45℃，所述阴极电流密度为5～70a/dm2，所述工作时间为10～200s。
13、一种本专利技术提供的电解双光铜箔的制备方法所制备的电解双光铜箔，所述电解双光铜箔的厚度为6μm，光面表面粗糙度ra为0.26～0.28，毛面表面粗糙度ra为0.19～0.28；抗拉强度为399.85～494.51mpa，延伸率为4.38～5.38％。
14、本专利技术的有益效果：
15、本专利技术提供的电解双光铜箔添加剂通过不同类型添加剂的相互作用，有效提高了电解铜箔的力学性能，降低了其表面粗糙度和厚度。其中，整平剂多为含有苯环和环氧乙烷的大分子聚醚类化合物，可以抑制沉积过程中的尖端放电现象，提升镀层的均匀性和平整性；含硫化合物主光亮剂能够加速铜的电沉积过程，提高沉积速率，同时细化晶粒，改善铜箔表面的光亮性；同时整平剂和含硫化合物主光亮剂的竞争吸附作用可以在铜箔中合成纳米孪晶结构，进而增大电解铜箔的延伸率和抗拉强度。聚乙二醇和电解体系中的cl-及cu2+络合为peg-cl--cu2+络合物，以抑制铜的沉积过程。通过含硫化合物主光亮剂和聚乙二醇的协同作用，能够实现对铜沉积速率、晶粒大小、表面粗糙度等关键参数的精确调控，在保证生产效率的同时优化铜箔的性能。辅助光亮剂能够有效提升铜箔毛面光亮性，从而使毛面和光面的表面粗糙度和光亮性极为接近，以制备出超薄电解双光铜箔。
16、本专利技术提供的电解双光铜箔添加剂成分安全、稳定，制备和储存方便，同时有效填补了国内高速机组使用的电解双光铜箔整平剂的空白。利用本专利技术提供的电解液进行电解铜箔制备时，通过合理调控工作温度、电流密度等参数，能够使制得的双光铜箔达到最佳的性能指标和生产效率。
17、本专利技术制得的6μm电解铜箔，在保持铜箔厚度较低的情况下，更大程度的提高铜箔的延伸率、抗拉强度和光泽度，抗拉强度最高达到494.51mpa，延伸率最高达到5.38％；同时光面和毛面的表面粗糙度低且较为接近，满足双光铜箔的技术要求，能够满足作为锂离子电池负极集流体力学性能和厚度的要求。
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1.一种电解双光铜箔添加剂，其特征在于，包括如下质量浓度的组分：1～20g/L硫酸、0.1～30g/L含硫化合物主光亮剂、5～100g/L整平剂、10～200g/L聚乙二醇和1～10g/L辅助光亮剂，余量为去离子水；
2.根据权利要求1所述一种电解双光铜箔添加剂，其特征在于，所述双酚A聚氧乙烯醚硫酸钠的平均分子量为500～2500，萘酚聚氧乙烯醚硫酸钠的平均分子量为1500～2000；所述异辛醇聚氧乙烯醚的平均分子量为2000。
3.根据权利要求1或2所述一种电解双光铜箔添加剂，其特征在于，所述含硫化合物主光亮剂为聚二硫二丙烷磺酸钠或3-巯基-1-丙烷磺酸钠中的一种。
4.根据权利要求3所述一种电解双光铜箔添加剂，其特征在于，所述辅助光亮剂为二硫代碳酸丙酯磺酸钾、聚乙烯亚胺或聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求4所述一种电解双光铜箔添加剂，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为2000～8000。
6.一种使用权利要求1-5任一所述电解双光铜箔添加剂制备电解双光铜箔的制备方法，其特征在于，按照电解双光铜箔添加剂
7.根据权利要求6所述一种电解双光铜箔的制备方法，其特征在于，所述电解液含有如下质量浓度的组分：100～300g/L硫酸铜五水合物、50～200g/L浓硫酸和10～300mg/L浓盐酸，余量为去离子水。
8.根据权利要求6或7所述一种电解双光铜箔的制备方法，其特征在于，电解铜箔使用的阴极为钛板，阳极为磷铜阳极或不溶性阳极。
9.根据权利要求8所述一种电解双光铜箔的制备方法，其特征在于，所述工作温度为45℃，所述阴极电流密度为5～70A/dm2，所述工作时间为10～200s。
10.一种如权利要求6-9任一所述电解双光铜箔的制备方法所制备的电解双光铜箔，其特征在于，所述电解双光铜箔的厚度为6μm，光面表面粗糙度Ra为0.26～0.28，毛面表面粗糙度Ra为0.19～0.28；抗拉强度为399.85～494.51MPa，延伸率为4.38～5.38％。
...【技术特征摘要】
1.一种电解双光铜箔添加剂，其特征在于，包括如下质量浓度的组分：1～20g/l硫酸、0.1～30g/l含硫化合物主光亮剂、5～100g/l整平剂、10～200g/l聚乙二醇和1～10g/l辅助光亮剂，余量为去离子水；
2.根据权利要求1所述一种电解双光铜箔添加剂，其特征在于，所述双酚a聚氧乙烯醚硫酸钠的平均分子量为500～2500，萘酚聚氧乙烯醚硫酸钠的平均分子量为1500～2000；所述异辛醇聚氧乙烯醚的平均分子量为2000。
3.根据权利要求1或2所述一种电解双光铜箔添加剂，其特征在于，所述含硫化合物主光亮剂为聚二硫二丙烷磺酸钠或3-巯基-1-丙烷磺酸钠中的一种。
4.根据权利要求3所述一种电解双光铜箔添加剂，其特征在于，所述辅助光亮剂为二硫代碳酸丙酯磺酸钾、聚乙烯亚胺或聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求4所述一种电解双光铜箔添加剂，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为2000～8000。
6.一种使用权利要求1-5任一所述电解双光铜箔添加剂制备电解双光铜箔的制备方法，其特征在于，按照电...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎德育，程庆，李宁，吴波，潘钦敏，丁峤，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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