CN104846407A - 一种添加剂及使用该添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺 - Google Patents

一种添加剂及使用该添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺 Download PDF

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樊斌锋
王建智
柴云
张欣
何铁帅
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Lingbao Wason Copper Foil Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种添加剂，该添加剂为含有光亮剂SPS和HEC的水溶液，添加剂中SPS的浓度为5－15g/l，HEC的浓度为2－10g/l。本发明还公开了一种采用该添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺。采用本发明所述添加剂及其工艺生产所得6μm电解铜箔抗拉强度在430Mpa以上，延伸率在4%以上，技术附加值显著提高。

Description

一种添加剂及使用该添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺
技术领域
本发明属于电解铜箔生产技术领域，具体涉及一种添加剂及使用该添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺。
背景技术
目前，政府政策的刺激引领市场快速发展，带动新能源产业进一步升级和爆发式增长。高精端电解铜箔可广泛应用于锂离子动力电池等生产行业，对于当前国家极力倡导的“低碳环保”能源的开发与利用具有深远的意义。
由于6μm铜箔较传统的铜箔更薄，同样容量下，可以使得锂电池的体积比容量大幅提升。而电解铜箔在常温下的加工处理性和刚性的提高以及高温下避免PCB变形，均需优异的抗拉强度及延伸率。因此，研发高抗拉强度的6μm锂电池铜箔，将为锂电池的发展注入了新的动力，其有着更广阔的市场前景。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种电解铜箔用添加剂，该添加剂成本较低，生产出来的电解铜箔性能指标满足市场要求。
本发明另一目的在于提供一种采用上述添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种添加剂，该添加剂为含有光亮剂SPS和HEC的水溶液，添加剂中SPS的浓度为5－15g/l，HEC的浓度为2－10g/l。
一种采用上述添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺，其包括如下步骤：
1）溶铜制液：将原材料铜杆在硫酸溶液中溶解生成硫酸铜电解液，调节硫酸铜电解液中的铜离子含量、硫酸浓度、氯离子含量及温度指标达到规定范围；
2）电解制箔：将步骤1）所得硫酸铜电解液过滤后送至净液槽，在净液槽中按比例添加权利要求1所述的添加剂，然后将添加有添加剂的硫酸铜电解液送至电解槽内进行电解制箔；
3）防氧化处理：将电解所得毛箔经防氧化处理后获得成品电解铜箔试样。
具体的，步骤1）中调节硫酸铜电解液中的铜离子含量为60－110g/L，H2SO4浓度75－125g/L，氯离子含量10－20ppm，温度40－50℃。
步骤2）中向净液槽内添加添加剂时，分别加入SPS溶液和HEC溶液，控制SPS溶液的流量为90－110ml/min，HEC溶液的流量为105－135ml/min；电解制箔时电流密度为35－90A/dm2。
步骤3）中防氧化处理时防氧化电镀槽内的溶液组成如下：Cr6+含量0.6－0.9g/l，pH值为1.0－3.0；温度20－35℃。
光亮剂SPS的化学名称：聚二硫二丙烷磺酸钠（分子式C6H12O6S4Na2）；选用的HEC的化学名称：羟乙基纤维素（分子式C2H6O2·x）。本发明的添加剂配方中，光亮剂SPS 用作晶粒细化剂、整平剂，能提高铜箔抗拉强度和延伸率；HEC的主要作用在于细化晶粒，阻碍晶粒长大，改变抗拉强度和延伸率。通过控制两者的合适比例，使得生产所得的6μm电解铜箔具有极高的抗拉强度和延伸率。和现有技术相比，本发明产生的有益效果是：采用本发明所述添加剂及其工艺生产所得6μm电解铜箔抗拉强度在430MPa以上，延伸率在4%以上，技术附加值显著提高。该技术成果达到了国内外先进水平，提升了企业在电解铜箔行业的地位，有效提高了我国电子工业加工的整体水平。
附图说明
图1为采用实施例1工艺制备的6μm电解铜箔毛面×1000倍SEM照片；
图2为采用实施例2工艺制备的6μm电解铜箔毛面×1000倍SEM照片；
图3为采用实施例3工艺制备的6μm电解铜箔毛面×1000倍SEM照片。
具体实施方式
以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
一种添加剂，该添加剂为含有光亮剂SPS和HEC的水溶液，添加剂中SPS的浓度为9g/l，HEC的浓度为6g/l。
一种采用上述添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺，其包括如下步骤：
1）溶铜制液：将原材料铜杆在硫酸溶液中溶解生成硫酸铜电解液，调节硫酸铜电解液中的铜离子含量为85g/L，H2SO4浓度93g/L，氯离子含量14ppm，温度42℃；
2）电解制箔：将步骤1）所得硫酸铜电解液过滤后送至净液槽，在净液槽中按比例添加权利要求1所述的添加剂（即分别加入SPS溶液和HEC溶液，控制SPS溶液的流量为100ml/min，HEC溶液的流量为130ml/min），然后将添加有添加剂的硫酸铜电解液送至电解槽内进行电解制箔；电解制箔时电流密度为55A/dm2；
3）防氧化处理：将电解所得毛箔经防氧化处理后获得成品电解铜箔试样；防氧化处理时防氧化电镀槽内的溶液组成如下：Cr6+含量0.8g/l，pH值为2.1；温度26℃。
实施例2
一种添加剂，该添加剂为含有光亮剂SPS和HEC的水溶液，添加剂中SPS的浓度为7g/l，HEC的浓度为8.5g/l。
一种采用上述添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺，其包括如下步骤：
1）溶铜制液：将原材料铜杆在硫酸溶液中溶解生成硫酸铜电解液，调节硫酸铜电解液中的铜离子含量为90g/L，H2SO4浓度105g/L，氯离子含量16ppm，温度47℃；
2）电解制箔：将步骤1）所得硫酸铜电解液过滤后送至净液槽，在净液槽中按比例添加权利要求1所述的添加剂（即分别加入SPS溶液和HEC溶液，控制SPS溶液的流量为95ml/min，HEC溶液的流量为125ml/min），然后将添加有添加剂的硫酸铜电解液送至电解槽内进行电解制箔；电解制箔时电流密度为55A/dm2；
3）防氧化处理：将电解所得毛箔经防氧化处理后获得成品电解铜箔试样；防氧化处理时防氧化电镀槽内的溶液组成如下：Cr6+含量0.8g/l，pH值为2.1；温度26℃。
实施例3
一种添加剂，该添加剂为含有光亮剂SPS和HEC的水溶液，添加剂中SPS的浓度为12.5g/l，HEC的浓度为9g/l。
一种采用上述添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺，其包括如下步骤：
1）溶铜制液：将原材料铜杆在硫酸溶液中溶解生成硫酸铜电解液，调节硫酸铜电解液中的铜离子含量为100g/L，H2SO4浓度100g/L，氯离子含量17ppm，温度45℃；
2）电解制箔：将步骤1）所得硫酸铜电解液过滤后送至净液槽，在净液槽中按比例添加权利要求1所述的添加剂（即分别加入SPS溶液和HEC溶液，控制SPS溶液的流量为105ml/min，HEC溶液的流量为110ml/min），然后将添加有添加剂的硫酸铜电解液送至电解槽内进行电解制箔；电解制箔时电流密度为55A/dm2；
3）防氧化处理：将电解所得毛箔经防氧化处理后获得成品电解铜箔试样；防氧化处理时防氧化电镀槽内的溶液组成如下：Cr6+含量0.8g/l，pH值为2.1；温度26℃。
取上述实施例1至3所得电解铜箔试样，测试毛面亮度，常温、高温抗拉强度及延伸率，结果见下表1。由表1可看出：所得铜箔成品的性能达到高抗拉强度电解铜箔的生产要求，该类铜箔可作为锂电池专用铜箔。
本发明研发的6μm电解铜箔生产工艺的抗拉强度及延伸率等主要性能指标均达到下游客户要求。同时，由于本发明从添加剂的最优配比角度进行开发，易于实现工业化、批量化生产，对提高我国在高档电解铜箔的市场占有率方面有着重要意义。

Claims (5)

1.一种添加剂，其特征在于，该添加剂为含有光亮剂SPS和HEC的水溶液，添加剂中SPS的浓度为5－15g/l，HEC的浓度为2－10g/l。
2.一种采用权利要求1所述添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1）溶铜制液：将原材料铜杆在硫酸溶液中溶解生成硫酸铜电解液，调节硫酸铜电解液中的铜离子含量、硫酸浓度、氯离子含量及温度指标达到规定范围；
2）电解制箔：将步骤1）所得硫酸铜电解液过滤后送至净液槽，在净液槽中按比例添加权利要求1所述的添加剂，然后将添加有添加剂的硫酸铜电解液送至电解槽内进行电解制箔；
3）防氧化处理：将电解所得毛箔经防氧化处理后获得成品电解铜箔试样。
3.如权利要求2所述生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺，其特征在于，步骤1）中调节硫酸铜电解液中的铜离子含量为60－110g/L，H2SO4浓度75－125g/L，氯离子含量10－20ppm，温度40－50℃。
4.如权利要求2所述生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺，其特征在于，步骤2）中向净液槽内添加添加剂时，分别加入SPS溶液和HEC溶液，控制SPS溶液的流量为90－110ml/min，HEC溶液的流量为105－135ml/min；电解制箔时电流密度为35－90A/dm2。
5.如权利要求2所述生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺，其特征在于，步骤3）中防氧化处理时防氧化电镀槽内的溶液组成如下：Cr6+含量0.6－0.9g/l，pH值为1.0－3.0；温度20－35℃。
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