【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高强度泡沫铜制备的，尤其是涉及一种高强度泡沫铜及其制备方法。
技术介绍
1、泡沫铜在锂电负极中既充当负极活性材料的载体，又充当负极电子收集与传导体，将电池活性物质产生的电流汇集起来，以产生更大的输出电流；泡沫铜比表面积优势能增加单位体积电池所包含的活性物质量，提高电池能量密度；作为新型负极材料，在锂离子电池中有广泛的应用前景，可有效缓解负极材料与集流体分离的问题，延长电池的循环寿命；泡沫铜还具有良好的导电性，导热性，机械加工性，制造技术成熟，成本优势突出等特点，将成为锂电池负极集流体的首选材料。
2、针对上述相关技术，专利技术人发现，现有的使用聚氨酯泡沫进行金属化预处理、化学镀铜过程，废水污染大、投入成本高、工艺繁琐，同时制备泡沫铜的前驱体的sps需要烧结去除，去除过程使用高于700℃的温度，对泡沫铜经过电沉积后结晶方式产生变化，从而降低了泡沫铜材料的力学性能。
技术实现思路
1、为了改善现有生产的泡沫铜力学性能不佳的缺陷，本申请提供一种高强度泡沫铜及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种高强度泡沫铜，采用如下的技术方案：
3、一种高强度泡沫铜，所述泡沫铜的孔隙率>95%。
4、通过上述技术方案，本申请进一步限定了高强度泡沫铜的孔隙率，通过将其设计成孔隙率>95%的结构，降低了材料的密度，从而在不牺牲机械强度的前提下，减少了整体产品的重量，进一步满足了泡沫铜材料在锂电池材料中应用场景的需求。
6、一种高强度泡沫铜的制备方法，包括以下技术方案：
7、取模板基体并对表面预处理后，洗涤干燥，收集得预处理模板基体；
8、将预处理模板基体浸渍于石墨烯混合液中，在超声辅助处理下搅拌混合并浸润处理；
9、待浸润完成后将浸润后的模板基体置于电镀液中，电镀处理，洗涤干燥，收集得泡沫铜基体；
10、再将泡沫铜基体置于模板基体去除液中，浸泡溶解后，洗涤干燥，即可制备得所述高强度泡沫铜。
11、通过上述技术方案，本申请优化了高强度泡沫铜的制备方法，先通过预处理去除了模板基体表面杂质，显著提高了其表面活性。这一处理步骤能够增强后续浸润和电镀过程中的附着力，确保铜镀层的完整性和均匀性。
12、其次，超声辅助搅拌促使石墨烯混合液与模板基体进行充分浸润。浸润后的混合物不仅保持了石墨烯的高强度和高导电性，还利用了聚氨酯材料的优良弹性和粘附性，为后续的电镀过程提供了良好的基础。
13、最后，本申请在电镀过程中，将铜离子均匀沉积在模板表面，形成致密的铜层，确保泡沫铜的强度和耐用性。再通过去除模板基体的步骤，得到的高强度泡沫铜具备了优异的孔隙率和强度，适用于多种高性能应用。
14、进一步的，所述模板基体包括孔径为40-60ppi的聚氨酯泡沫基体材料。
15、通过上述技术方案，本申请采用孔径为40-60 ppi的聚氨酯泡沫材料，提供了理想的结构基础。该孔径范围的选择确保了在电镀过程中形成均匀的镀层，同时又能保持泡沫的轻质特性。聚氨酯材料的弹性和耐化学性使其在浸渍和电镀过程中能够承受必要的物理和化学压力，确保最终泡沫铜的完整性和性能。选择这种特定的模板材料还能最大限度地减少电镀时的缺陷，提高泡沫铜的机械强度和稳定性。
16、进一步的，所述表面预处理采用以下方案：
17、取模板基体并将其置于氢氧化钠溶液中，浸泡处理；
18、待浸泡完成后，再取去离子水冲洗浸泡处理至洗涤液ph为6-7后，将模板基体去除并常温晾干。
19、通过上述技术方案，本申请通过氢氧化钠溶液的浸泡，能够有效去除模板基体的油污和杂质，显著提升其表面活性。这样的处理确保了在后续浸润和电镀过程中，模板基体能够与铜镀层形成良好的附着力，降低了电镀过程中可能出现的缺陷概率。通过将模板基体冲洗至ph值6-7，可以确保其表面化学环境的稳定性，避免因ph值过高或过低而导致的电镀反应异常。这一系列处理步骤最终为电镀提供了良好的基础，确保了泡沫铜的高质量和均匀性，提升了其在实际应用中的可靠性和性能。
20、进一步的，所述电镀液包括以下重量份物质：
21、五水硫酸铜15-25份；
22、硫酸5.5-7.0份；
23、盐酸2.5-8.0份。
24、通过上述技术方案，本申请优化了电镀液的组分配比，通过合理配比的电镀液提高了电镀效率，减少了沉积缺陷，进一步提升铜层的物理和化学特性，如抗腐蚀性和导电性。这种电镀液的使用确保了最终产品在多种高要求应用场合中表现优异，拓宽了泡沫铜的适用范围，使其在高端制造、新能源和电子器件等领域的应用具备了更高的可靠性。
25、进一步的，所述电镀还包括镀层处理剂，所述镀层处理剂包括以下重量份物质：
26、聚二硫二丙烷磺酸钠 15-30份；
27、脂肪胺乙氧基磺化物aess 180-220份；
28、噻咪啉基二硫代丙烷磺酸 15-25份。
29、通过上述技术方案，本申请在电镀过程中，加入聚二硫二丙烷磺酸钠、脂肪胺乙氧基磺化物和噻咪啉基二硫代丙烷磺酸作为添加剂。聚二硫二丙烷磺酸钠和脂肪胺乙氧基磺化物作为光亮剂和整平剂，能有效改善镀层的光亮度和整平性；而噻咪啉基二硫代丙烷磺酸作为强整平剂，其晶粒细化作用能显著提升泡沫铜的硬度。
30、进一步的，所述模板基体去除液包括丙酮、n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇中的一种或多种。
31、通过上述技术方案，本申请优选了模板基体去除液使其在兼顾良好的溶解性和选择性，能够有效去除泡沫基体，同时不损害已经形成的泡沫铜结构。这种高效的去除过程确保了泡沫铜孔隙结构的完整性，提升了材料的强度和稳定性。此外，快速溶解模板基体的能力能够显著提高生产效率，降低生产成本，同时确保产品质量的一致性。
32、进一步的，所述电镀处理的电压为1-2v，电镀时间为30-60min。
33、通过上述技术方案，本申请优化了电镀电压和电镀时间，通过调整为适中的电压和时间，能够促进铜离子的稳定沉积，形成致密且均匀的镀层，从而提升泡沫铜的强度和导电性能。
34、综上所述，本申请具有以下有益效果：
35、第一、本申请优化了高强度泡沫铜的制备方法，先通过预处理去除了模板基体表面杂质，显著提高了其表面活性。这一处理步骤能够增强后续浸润和电镀过程中的附着力，确保铜镀层的完整性和均匀性。
36、其次，超声辅助搅拌促使石墨烯混合液与模板基体进行充分浸润。浸润后的混合物不仅保持了石墨烯的高强度和高导电性，还利用了聚氨酯材料的优良弹性和粘附性，为后续的电镀过程提供了良好的基础。
37、最后，本申请在电镀过程中，将铜离子均匀沉积在模板表面，形成致密的铜层，确保泡沫铜的强度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度泡沫铜，其特征在于，所述泡沫铜的孔隙率>95%。
2.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫铜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
3.根据权利要求2所述的一种高强度泡沫铜的制备方法，其特征在于，所述模板基体包括孔径为40-60PPI的聚氨酯泡沫基体材料。
4.根据权利要求2所述的一种高强度泡沫铜的制备方法，其特征在于，所述表面预处理采用以下方案：
5.根据权利要求2所述的一种高强度泡沫铜的制备方法，其特征在于，所述电镀液包括以下重量份物质：
6.根据权利要求5所述的一种高强度泡沫铜的制备方法，其特征在于，所述电镀还包括镀层处理剂，所述镀层处理剂包括以下重量份物质：
7.根据权利要求2所述的一种高强度泡沫铜的制备方法，其特征在于，所述模板基体去除液包括丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述的一种高强度泡沫铜的制备方法，其特征在于，所述电镀处理的电压为1-2V，电镀时间为30-60min。
【技术特征摘要】
1.一种高强度泡沫铜，其特征在于，所述泡沫铜的孔隙率>95%。
2.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫铜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
3.根据权利要求2所述的一种高强度泡沫铜的制备方法，其特征在于，所述模板基体包括孔径为40-60ppi的聚氨酯泡沫基体材料。
4.根据权利要求2所述的一种高强度泡沫铜的制备方法，其特征在于，所述表面预处理采用以下方案：
5.根据权利要求2所述的一种高强度泡沫铜的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊，方辉明，杭康，
申请(专利权)人：江苏梦得新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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