一种复合导电铜箔及其制备方法与流程

1.本发明涉及锂(钠)离子电池技术领域，具体的是涉及一种复合导电铜箔及其制备方法。


背景技术：

2.铜箔因导电性良好，质地较软，制造技术成熟等优点自然成为锂(钠)离子电池负极的首选材料。铜箔在锂(钠)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，因此铜箔的抗拉强度、延展性、致密性、表面粗糙度、厚度均匀性及外观质量等对锂(钠)离子电池负极制作工艺和锂(钠)离子电池的电化学性能有着很大的影响。锂(钠)离子电池严苛的工作环境与性能要求，对铜箔的厚度、抗氧化性能及粘附性能提出了多方面的要求，铜箔的质量对负极制作工艺及电池性能有很大影响。
3.铜箔按照生产工艺分类，有压延铜箔和电解铜箔。随着技术的发展，电解工艺的生产效率高、成本低等优势逐渐凸显，电解铜箔已成为锂(钠)离子电池负极的首选铜箔。
4.目前电解铜箔的厚度通常在6-20μm之间，主流制备方法是电解铜工艺，并且电解铜箔是实心铜，从而导致以下缺点：
5.1、电解铜箔的厚度较厚，重量较重；
6.2、电解铜箔使用的铜材料用量较大，成本高；
7.3、电解铜箔的抗拉强度和延展性较差。
8.因此，亟需一种复合导电铜箔及其制备方法以解决上述的技术问题。


技术实现要素：

9.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种复合导电铜箔及其制备方法，重量轻，成本低，抗拉强度和延展性较好，同时大幅提升了锂(钠)离子电池的安全性能。
10.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
11.本发明的第一方面提供的一种复合导电铜箔，包括薄膜基底、设置到所述薄膜基底顶面的第一金属化层、设置到所述薄膜基底底面的第二金属化层、设置到所述第一金属化层的远离薄膜基底的一面的第一铜膜层以及设置到所述第二金属化层的远离薄膜基底的一面的第二铜膜层。
12.作为优选的技术方案，所述薄膜基底为pet薄膜基底、pp薄膜基底或pi薄膜基底。
13.作为优选的技术方案，所述薄膜基底的厚度为1.5um-30um。
14.作为优选的技术方案，所述第一金属化层的材质、第二金属化层的材质均为钼、铌、铝、钕、铜、钛、银和金中的一种或多种组合。
15.作为优选的技术方案，所述第一金属化层、第二金属化层均为合金层，所述合金层是由钼、铌、铝、钕、铜、钛、银、金中的两种或两种以上的金属组成。
16.作为优选的技术方案，所述第一金属化层的厚度、第二金属化层的厚度均为0.01um-1um。
17.作为优选的技术方案，所述第一金属化层的表面电阻、第二金属化层的表面电阻均为1
×
10-5
ω/cm
2-1
×
101ω/cm2。
18.作为优选的技术方案，所述第一铜膜层、第二铜膜层均为铜层，所述第一铜膜层的厚度、第二铜膜层的厚度均为0.1um-3um，第一铜膜层的表面电阻、第二铜膜层的表面电阻均为1
×
10-5
ω/cm
2-1
×
10-1
ω/cm2。
19.本发明的第二方面提供的一种复合导电铜箔的制备方法，包括以下步骤：s2、选择宽度为0.4m-2m的薄膜作为薄膜基底；s4、在薄膜基底的顶面和底面分别通过沉积的方法沉积出第一金属化层、第二金属化层；s6、在第一金属化层的远离薄膜基底的一面、第二金属化层的远离薄膜基底的一面分别进行电镀铜处理，从而形成第一铜膜层、第二铜膜层，如此，复合导电铜箔即制备完成。
20.作为优选的技术方案，所述薄膜为pet薄膜、pp薄膜或pi薄膜；所述薄膜基底的厚度为1.5um-30um；所述第一金属化层的厚度、第二金属化层的厚度均为0.01um-1um；所述第一金属化层的表面电阻、第二金属化层的表面电阻均为1
×
10-5
ω/cm
2-1
×
101ω/cm2；所述第一铜膜层的厚度、第二铜膜层的厚度均为0.1um-3um，第一铜膜层的表面电阻、第二铜膜层的表面电阻均为1
×
10-5
ω/cm
2-1
×
10-1
ω/cm2。
21.本发明的有益效果是：本发明通过设置的薄膜基底，重量轻，可减少铜材料的用量，降低了成本以及减少了整个复合导电铜箔的重量，并提升了整个复合导电铜箔的抗拉强度和延展性，同时大幅提升了锂(钠)离子电池的安全性能，通过设置的第一金属化层、第二金属化层、第一铜膜层、第二铜膜层，可满足铜箔的性能要求，极大的满足了使用需求。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
23.图1是本发明一实施例提供的一种复合导电铜箔的剖视示意图；
24.图2是基于图1所示的复合导电铜箔提供的一种复合导电铜箔的制备方法的流程框图示意图。
具体实施方式
25.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
26.请参照图1，本发明一实施例提供的一种复合导电铜箔，包括包括薄膜基底12、设置到薄膜基底12顶面的第一金属化层14、设置到薄膜基底12底面的第二金属化层15、设置到第一金属化层14的远离薄膜基底12的一面的第一铜膜层17以及设置到第二金属化层15的远离薄膜基底12的一面的第二铜膜层18。通过该种结构，本发明通过设置的薄膜基底12，重量轻，可减少铜材料的用量，降低了成本以及减少了整个复合导电铜箔的重量，并提升了
整个复合导电铜箔的抗拉强度和延展性，同时大幅提升了锂(钠)离子电池的安全性能，通过设置的第一金属化层14、第二金属化层15、第一铜膜层17、第二铜膜层18，可满足铜箔的性能要求，极大的满足了使用需求。
27.薄膜基底12为pet(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸类塑料)薄膜基底，可以理解地，薄膜基底12还可以是例如pp(polypropylene，聚丙烯)薄膜基底、pi(polyimide，聚酰亚胺)薄膜基底或其他有机薄膜基底等。pet薄膜基底、pp薄膜基底、pi薄膜基底的密度低，可进一步减少了整个复合导电铜箔的重量。
28.本实施例中，第一金属化层14、第二金属化层15设置到薄膜基底12的顶面和底面的方式，是通过沉积的方法进行，例如物理气相沉积、化学气相沉积、电镀、化学镀等沉积方法。
29.第一金属化层14的材质、第二金属化层15的材质均为钼、铌、铝、钕、铜、钛、银和金中的一种或多种组合。
30.在一种替换方案中，第一金属化层14、第二金属化层15均为合金层，合金层是由钼、铌、铝、钕、铜、钛、银、金中的两种或两种以上的金属组成。
31.第一铜膜层17、第二铜膜层18均为铜层，通过在第一金属化层14的远离薄膜基底12的一面、第二金属化层15的远离薄膜基底12的一面分别进行电镀铜处理，从而得到第一铜膜层17、第二铜膜层18。
32.薄膜基底12的厚度为1.5um-30um(微米)，第一金属化层14的厚度、第二金属化层15的厚度均为0.01um-1um，第一铜膜层17的厚度、第二铜膜层18的厚度均为0.1um-3um，因而本发明的复合导电铜箔的厚度在1.72um-34um之间，相对现有技术的铜箔，厚度小，进一步减少了整个复合导电铜箔的重量。
33.第一金属化层14的表面电阻、第二金属化层15的表面电阻均为1
×
10-5
ω/cm2(欧姆/平方厘米)-1
×
101ω/cm2，第一铜膜层17的表面电阻、第二铜膜层18的表面电阻均为1
×
10-5
ω/cm
2-1
×
10-1
ω/cm2，第一铜膜层17、第二铜膜层18的纯度均≥99％，从而可满足铜箔的性能要求。
34.进一步地，第一铜膜层17的远离第一金属化层14的一面设有第一抗氧化层，第二铜膜层18的远离第二金属化层15的一面设有第二抗氧化层，从而可对第一铜膜层17、第二铜膜层18起到保护作用，防止氧化，延长了复合导电铜箔的使用寿命。第一抗氧化层、第二抗氧化层的设置，是通过将铜抗氧化剂溶剂喷淋到第一铜膜层17的远离第一金属化层14的一面、第二铜膜层18的远离第二金属化层15的一面，从而形成第一抗氧化层、第二抗氧化层，或者在将第一铜膜层17、第二铜膜层18电镀好后，将复合导电铜箔浸泡到铜抗氧化剂溶剂中，使得第一铜膜层17的远离第一金属化层14的一面、第二铜膜层18的远离第二金属化层15的一面分别形成第一抗氧化层、第二抗氧化层。可以理解地，第一抗氧化层、第二抗氧化层的设置可根据实际情况进行设置。
35.请参照图2，本发明基于图1的复合导电铜箔还提供了一种复合导电铜箔的制备方法，包括以下步骤：
36.s2、选择宽度为0.4m-2m(米)的薄膜作为薄膜基底12，薄膜的长度不限。薄膜为pet薄膜，可以理解地，薄膜也可以是例如pp薄膜、pi薄膜或其他有机薄膜等。薄膜基底12的厚度为1.5um-30um。
37.s4、在薄膜基底12的顶面和底面分别通过沉积的方法沉积出第一金属化层14、第二金属化层15。沉积的方法例如为物理气相沉积、化学气相沉积、电镀、化学镀等方法。
38.第一金属化层14的材质、第二金属化层15的材质均为钼、铌、铝、钕、铜、钛、银和金中的一种或多种组合。
39.在一种替换方案中，第一金属化层14、第二金属化层15均为合金层，合金层是由钼、铌、铝、钕、铜、钛、银、金中的两种或两种以上的金属组成。
40.第一金属化层14的厚度、第二金属化层15的厚度均为0.01um-1um，第一金属化层14的表面电阻、第二金属化层15的表面电阻均为1
×
10-5
ω/cm
2-1
×
101ω/cm2。
41.s6、在第一金属化层14的远离薄膜基底12的一面、第二金属化层15的远离薄膜基底12的一面分别进行电镀铜处理，从而形成第一铜膜层17、第二铜膜层18，如此，复合导电铜箔即制备完成。
42.第一铜膜层17的厚度、第二铜膜层18的厚度均为0.1um-3um，第一铜膜层17的表面电阻、第二铜膜层18的表面电阻均为1
×
10-5
ω/cm
2-1
×
10-1
ω/cm2，第一铜膜层17、第二铜膜层18的纯度均≥99％。
43.进一步地，本发明的制备方法还包括步骤s8、在第一铜膜层17的远离第一金属化层14的一面、第二铜膜层18的远离第二金属化层15的一面分别喷淋铜抗氧化剂溶剂，从而形成第一抗氧化层、第二抗氧化层。第一抗氧化层、第二抗氧化层可对第一铜膜层17、第二铜膜层18起到保护作用，防止氧化，延长了复合导电铜箔的使用寿命。
44.步骤s8还有一种替换方案，具体地，将复合导电铜箔浸泡到铜抗氧化剂溶剂中，使得第一铜膜层17的远离第一金属化层14的一面、第二铜膜层18的远离第二金属化层15的一面分别形成第一抗氧化层、第二抗氧化层。
45.本发明的制备方法，工艺简单，制得的复合导电铜箔，重量轻，抗拉强度和延展性较好，成本低，并能满足铜箔的性能要求，同时大幅提升了锂(钠)离子电池的安全性能，极大的满足了使用需求。
46.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。