一种具有高抗拉强度与高延伸率的超薄锂电铜箔及其制备工艺的制作方法

本发明涉及电解铜箔生产，具体为一种具有高抗拉强度与高延伸率的超薄锂电铜箔及其制备工艺。

背景技术：

1、随着新能源汽车行业的快速发展，动力电池向高能量密度方向持续升级。负极集流体作为电池关键组成部件，其厚度减薄与力学性能提升之间的矛盾日益突出。目前，6μm厚度级别的锂电铜箔已逐步成为高端动力电池的主流选型。该厚度铜箔在极片涂布、辊压、分切及卷绕工序中，需要同时具备足够的抗拉强度和塑性变形能力。行业内将抗拉强度400-450mpa、延伸率不低于6%的6μm铜箔定义为中强中延型产品。

2、现有6μm电解铜箔生产工艺中最难突破的问题，是抗拉强度与延伸率此消彼长，两者无法在同一生产条件下同时达标。常规添加剂体系下，提高抗拉强度至400mpa以上时，延伸率往往滑落至5.5%以下，铜箔发脆，分切边缘出现微裂纹；若优先保证6%以上的延伸率，抗拉强度又难以突破380mpa。这一矛盾直接导致长卷连续生产难以实现。多数工艺在实验室小槽中勉强兼顾两项指标，一旦转入单卷超过15000米的连续生产，电解液添加剂浓度逐渐失衡，铜箔性能出现漂移：前5000米强度合格而延伸率偏低，后5000米延伸率回升但强度下降。生产线上不得不频繁停机调整配方，实际连续生产米数普遍低于15000米，断箔率居高不下。这一问题长期制约着6μm铜箔在动力电池领域的大规模稳定供货。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有高抗拉强度与高延伸率的超薄锂电铜箔及其制备工艺，解决了6μm超薄锂电铜箔抗拉强度与延伸率相互制约的问题。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有高抗拉强度与高延伸率平衡的超薄锂电铜箔，所述铜箔的厚度为5.8-6.2μm，抗拉强度为400-450mpa，延伸率≥6.2%，表面粗糙度rz≤2.0μm，厚度偏差±0.3μm。

5、优选的，所述铜箔的抗拉强度为405-445mpa，延伸率≥6.2%。

6、优选的，所述铜箔的连续生产米数大于18000米。

7、一种制备超薄锂电铜箔的工艺，包括以下步骤：

8、s1.配制电解液

9、向去离子水中加入硫酸铜、硫酸、盐酸，然后加入hec、多肽蛋白、sps、糖精钠，最后加入复合添加剂m9，调节温度至54-60℃；其中电解液中硫酸铜浓度为80-85g/l，硫酸浓度为105-110g/l，氯离子浓度≤28ppm，hec浓度为8-16g/l，多肽蛋白浓度为8-16g/l，sps浓度为8-12g/l，糖精钠浓度为4-8g/l，复合添加剂m9的浓度为5ml/l；

10、s2.电解沉积

11、采用钛阴极辊和铅锡合金阳极，控制阴极电流密度55-65a/dm²，电解液流量54-60m³/h，铜箔在阴极辊表面沉积生长；

12、s3.后处理

13、将铜箔剥离、清洗、防氧化钝化、老化，然后分切收卷。

14、优选的，所述s1中复合添加剂m9的加入方式为连续滴加，滴加速率为450-600ml/min。

15、优选的，所述s2中通过控制阴极辊转速与电流密度匹配，调控铜箔厚度至5.7-6.3μm。

16、优选的，所述s3中控制收卷张力稳定。

17、优选的，在连续生产过程中，按照450-600ml/min的速率连续补加复合添加剂m9。

18、优选的，所述电解液温度为55-57℃，电流密度为58-62a/dm²。

19、优选的，所述复合添加剂m9为用于锂电铜箔电解的有机复合添加剂。

20、有益效果

21、本发明提供了一种具有高抗拉强度与高延伸率的超薄锂电铜箔及其制备工艺。具备以下有益效果：

22、1、本发明提供了一种具有高抗拉强度与高延伸率的超薄锂电铜箔及其制备工艺，本发明的6μm超薄锂电铜箔抗拉强度稳定在405-445mpa，延伸率不低于6.2%，表面粗糙度rz≤1.62μm，厚度偏差±0.3μm以内。该性能指标满足高端动力电池对中强中延型集流体的要求，极片分切和卷绕过程中未出现断裂或变形问题。

23、2、本发明提供了一种具有高抗拉强度与高延伸率的超薄锂电铜箔及其制备工艺，单卷连续生产长度超过18000米，生产过程无断箔、针孔缺陷，成品率较常规工艺提升15%以上。整卷铜箔的头尾性能波动小，适配工业化大规模连续生产。

1.一种具有高抗拉强度与高延伸率平衡的超薄锂电铜箔，其特征在于，所述铜箔的厚度为5.8-6.2μm，抗拉强度为400-450mpa，延伸率≥6.2%，表面粗糙度rz≤2.0μm，厚度偏差±0.3μm。

2.根据权利要求1所述的超薄锂电铜箔，其特征在于，所述铜箔的抗拉强度为405-445mpa，延伸率≥6.2%。

3.根据权利要求1所述的超薄锂电铜箔，其特征在于，所述铜箔的连续生产米数大于18000米。

4.一种制备权利要求1所述超薄锂电铜箔的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述s1中复合添加剂m9的加入方式为连续滴加，滴加速率为450-600ml/min。

6.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述s2中通过控制阴极辊转速与电流密度匹配，调控铜箔厚度至5.7-6.3μm。

7.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述s3中控制收卷张力稳定。

8.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，在连续生产过程中，按照450-600ml/min的速率连续补加复合添加剂m9。

9.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述电解液温度为55-57℃，电流密度为58-62a/dm²。

10.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述复合添加剂m9为用于锂电铜箔电解的有机复合添加剂。