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CN119361715A - 电解铜箔及其制备方法、负极极片和二次电池 - Google Patents

电解铜箔及其制备方法、负极极片和二次电池 Download PDF

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Publication number
CN119361715A
CN119361715A CN202411288160.0A CN202411288160A CN119361715A CN 119361715 A CN119361715 A CN 119361715A CN 202411288160 A CN202411288160 A CN 202411288160A CN 119361715 A CN119361715 A CN 119361715A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper foil
electrolytic copper
optionally
electrolyte
protective layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202411288160.0A
Other languages
English (en)
Inventor
文敏
葛洪鑫
宫鑫
江中
黎紫霖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiujiang Defu Technology Co Ltd
Original Assignee
Jiujiang Defu Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiujiang Defu Technology Co Ltd filed Critical Jiujiang Defu Technology Co Ltd
Priority to CN202411288160.0A priority Critical patent/CN119361715A/zh
Publication of CN119361715A publication Critical patent/CN119361715A/zh
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Abstract

本申请涉及一种电解铜箔及其制备方法、负极极片和二次电池。所述电解铜箔包括至少一铜层,所述铜层沿厚度方向的剖面中柱状晶与等轴晶的比例系数为TJM,晶界角均值最大值为KAMmax,晶粒尺寸为R,其中,所述剖面满足以下条件(1)~(3)中的至少一项:(1)0.2≤TJM≤0.4;(2)KAMmax≤5.5°;(3)R≤0.3μm的晶粒占比为40%~50%,R≤0.4μm的晶粒占比为70%~80%,R≤0.5μm的晶粒占比大于或等于95%。所述电解铜箔兼具高抗拉强度、高延伸率以及高热稳定性。

Description

电解铜箔及其制备方法、负极极片和二次电池
技术领域
本申请涉及二次电池技术领域,特别是涉及一种电解铜箔及其制备方法、负极极片和二次电池。
背景技术
随着新能源技术的快速发展,对高性能二次电池的需求日益增长。锂离子电池作为新能源存储技术的核心,其性能的提升离不开高质量的电极材料。铜箔常用作二次电池的负极集流体,对电池的整体性能和安全具有重要影响。目前使用的铜箔主要包括基于压延工艺的压延铜箔以及基于电镀工艺的电解铜箔。压延铜箔生产技术要求高、工艺复杂、成本高,不适于规模化生产,因此人们将研究重点逐渐转移至电解铜箔。但是,为了满足当前二次电池高质量能量密度要求,电解铜箔既要做到更薄,又要保证足够的抗拉延伸性能和热稳定性。现有的电解铜箔,其力学性能已经不能满足高质量能量密度二次电池的要求,在负极极片冷压工艺或者在电池的卷绕或叠片以及电池循环过程中经常出现打皱、断带等,极大地影响了二次电池的生产效率和使用寿命。
发明内容
本申请提供一种电解铜箔及其制备方法、负极极片和二次电池,其目的在于使电解铜箔兼具高抗拉强度和高延伸率,且具有高热稳定性。
为了达到上述目的,本申请的第一方面提供了一种电解铜箔,包括至少一铜层,所述铜层沿厚度方向的剖面中柱状晶与等轴晶的比例系数为TJM,TJM=N(I>1)/N(I≤1),其中,N为晶粒个数,I为EBSD晶粒尺寸测量数据中以拟合椭圆计算的晶粒长宽比,所述剖面中晶界角均值最大值为KAMmax其中,为每个晶界的晶界角,n为晶界的总数,所述剖面中晶粒尺寸为R,其中,所述剖面满足以下条件(1)~(3)中的至少一项:
(1)0.2≤TJM≤0.4;
(2)KAMmax≤5.5°;
(3)R≤0.3μm的晶粒占比为40%~50%,R≤0.4μm的晶粒占比为70%~80%,R≤0.5μm的晶粒占比大于或等于95%。
由此,本申请提供的电解铜箔兼具高抗拉强度和高延伸率,且具有高热稳定性,能够有效减少在电解铜箔的制造过程和/或在二次电池的制造和使用过程中断带和/或打皱的可能性。
在本申请任意实施方式中,所述铜层具有在其自身厚度方向相对的两个表面,分别为第一表面和第二表面,所述第一表面和所述第二表面的表面粗糙度和/或光亮度不同。
在本申请任意实施方式中,电解铜箔还包括至少一保护层,可选地,所述保护层包括第一保护层和第二保护层,所述第一保护层设置在所述第一表面上,所述第二保护层设置在所述第二表面上。
在本申请任意实施方式中,所述保护层包含铬、葡萄糖和氮化物中的至少一种;
可选地,所述保护层包含铬,进一步可选地,所述铬在至少一所述保护层中的含量为20ppm~80ppm。
在本申请任意实施方式中,所述第一保护层的厚度为100nm~300nm,和/或,所述第二保护层的厚度为100nm~300nm。
在本申请任意实施方式中,所述铜层的厚度为4μm~8μm。
在本申请任意实施方式中,所述电解铜箔在常温下的抗拉强度为60kgf/mm2~70kgf/mm2,和/或,所述电解铜箔在常温下的伸长率≥4.5%,所述常温为10℃~40℃。
在本申请任意实施方式中,所述电解铜箔抗拉强度的衰减率Rmi≤3.5%,Rmi=(Rm1-Rm2)/Rm1*100%,其中,Rm1和Rm2分别为所述电解铜箔常温抗拉强度和所述电解铜箔热处理后的抗拉强度,所述常温为10℃~40℃,所述热处理的温度为100℃~250℃。
本申请的第二方面提供一种电解铜箔的制备方法,包括如下步骤:
将阳极、待镀的阴极置于电解液中进行电解得到电解铜箔,其中,所述电解液包含铜离子、硫酸、氯离子、整平剂、光亮剂和润湿剂;
可选地,所述铜离子在所述电解液中的浓度为70g/L~100g/L;
可选地,所述硫酸在所述电解液中的浓度为80g/L~140g/L;
可选地,所述氯离子在所述电解液中的质量浓度为10ppm~25ppm;
可选地,所述整平剂在所述电解液中的质量浓度为1ppm~15ppm;
可选地,所述光亮剂在所述电解液中的质量浓度为10ppm~60ppm;
可选地,所述润湿剂在所述电解液中的质量浓度为5ppm~20ppm。
在本申请任意实施方式中,所述整平剂为含氮类化合物,可选地包括明胶、胶原蛋白、健那绿和四氢噻唑硫酮和聚乙烯亚胺类化合物中的一种或多种;和/或,
所述光亮剂为有机二价硫化物,可选地包括3-巯基-1-丙烷磺酸钠、聚二硫二丙烷磺酸钠、双-(磺乙基硫酸钠)-二硫化物和1,3-丙二磺酸中的一种或多种;和/或,
所述润湿剂为聚醚类化合物,可选地包括聚乙二醇、羧乙基纤维素和聚乙烯毗咯烷酮中的一种或多种。
在本申请任意实施方式中,电解过程中所述电解液的温度为50℃~60℃。
在本申请任意实施方式中,所述方法还包括将所述电解铜箔至于钝化液中进行钝化的步骤,
可选地,所述钝化液包含铬源、葡萄糖及氮化物中的一种或多种。
本申请第三方面提供一种负极极片,包括所述的电解铜箔或所述的方法制备得到的电解铜箔。
本申请第四方面提供一种二次电池,包括所述的负极极片。
本申请第五方面提供一种用电装置,包括所述的二次电池中的至少一种。
本申请的用电装置包括本申请提供的二次电池,因而至少具有与所述二次电池相同的优势。
本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
为了更好地描述和说明本申请提供的实施例或示例,可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的申请、目前描述的实施例或示例以及目前理解的这些申请的最佳模式中的任何一者的范围的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为实施例1电解铜箔沿厚度方向的剖面的EBSD照片;
图2为实施例2电解铜箔沿厚度方向的剖面的EBSD照片;
图3为实施例3电解铜箔沿厚度方向的剖面的EBSD照片。
具体实施方式
以下,适当地参照附图详细描述了本申请的电解铜箔及其制备方法、负极极片和二次电池和电学装置的一些实施方式。但是会有省略非必要的详细说明的情况。例如,有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长,便于本领域技术人员的理解。此外,附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的,并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”可以采用下限和上限的形式来限定,给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的,选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的,任一个端值可以独立地被包括或不被包括,并且可以进行任意地组合,即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如,如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围,理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外,如果列出的最小范围值1和2,且如果还列出了最大范围值3,4和5,则下面的范围可全部预料到:1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中,除非有其他说明,数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示,其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数,“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外,当表述某个参数为≥2的整数,则相当于列出了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。比如,当表述某个参数为选自“2-10”的整数,相当于列出了整数2、3、4、5、6、7、8、9和10。
本申请中涉及“多个”、“多种”等,如无特别限定,指在数量上大于2或等于2。例如,“一种或多种”表示一种或大于等于两种。
如果没有特别的说明,本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例或实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在本文中提及的“实施方式”具有类似理解。
本领域技术人员可以理解,在各实施方式或实施例的方法中,各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定,各步骤的详细执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。如果没有特别的说明,本申请的所有步骤可以顺序进行,也可以随机进行,优选是顺序进行的。例如,所述方法包括步骤(a)和(b),表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b),也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如,所述提到所述方法还可包括步骤(c),表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法,例如,所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c),也可包括步骤(a)、(c)和(b),也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
在本申请中,以“含有”、“包含”、“包括”等词语描述的开放式技术特征或技术方案中,如无其他说明,不排除所列成员之外的额外成员,可视为既提供了由所列成员构成的封闭式特征或方案,还提供了在所列成员之外还包括额外成员的开放式特征或方案。例如,A包括a1、a2和a3,如无其他说明,可以还包括其他成员,也可以不包括额外成员,可视为既提供了“A由a1、a2和a3组成”的特征或方案,还提供了“A不仅包括a1、a2和a3,还包括其他成员”的特征或方案。在本申请中,如无其他说明,A(如B),表示B为A中的一种非限制性示例,可以理解A不限于为B。
在本申请中,“可选地”、“可选的”、“可选”,指可有可无,也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”,如无特别说明,且无矛盾之处或相互制约关系,则每项“可选”各自独立。
综上背景所述,抗拉强度高、延伸率高的铜箔能够使电池保持良好性能。然而现有工艺技术水平,抗拉强度与延伸率呈现负相关性,很难做到两者兼得,难以保证提高抗拉强度的同时提升延伸率,同时面临着高温陈化后,铜箔物性水平大幅度波动问题,极需要开发新的电解铜箔同时满足高抗拉强度、高延伸率以及高热稳定性的要求。
为了实现上述目的,本申请第一方面提供了一种电解铜箔,包括至少一铜层。该铜层沿厚度方向的剖面中柱状晶与等轴晶的比例系数记为TJM,该铜层沿厚度方向的剖面中晶界角均值最大值记为KAMmax,该铜层沿厚度方向的剖面中晶粒尺寸记为R。该铜层沿厚度方向的剖面满足以下条件(1)~(3)中的至少一项:
(1)0.2≤TJM≤0.4;
(2)KAMmax≤5.5°;
(3)R≤0.3μm的晶粒占比为40%~50%,R≤0.4μm的晶粒占比为70%~80%,R≤0.5μm的晶粒占比大于或等于95%。
满足上述条件(1)~(3)中的至少一项的电解铜箔兼具高抗拉强度和高延伸率,且具有高热稳定性,能够有效减少在电解铜箔的制造过程和/或在二次电池的制造和使用过程中断带和/或打皱的可能性。
柱状晶和等轴晶具有本领域公知的含义,可以通过本领域公知的方法确定和测量,例如晶体的形态可以通过拟合椭圆来描述,其中椭圆的长轴和短轴分别对应晶体的最大和最小尺寸,拟合椭圆的长宽比(即长轴与短轴的比值)可以用来量化晶体的形态特征,如柱状晶的长宽比通常大于1,而等轴晶的长宽比接近1。柱状晶的拟合椭圆长宽比通常大于等轴晶的长宽比,柱状晶的生长特征导致其在特定方向上显著增长,而其他方向上的生长受到限制。等轴晶的拟合椭圆长宽比接近1,表明其在所有方向上的生长是均的。
铜层沿厚度方向的剖面中柱状晶与等轴晶的比例系数TJM=N(I>1)/N(I≤1),其中,N为晶粒个数,I为EBSD晶粒尺寸测量数据中以拟合椭圆计算的晶粒长宽比。TJM可通过本领域公知的测量方法获得,例如利用氩气离子化后,在电场加速作用下轰击到样品表面,通过动量转移的方式进行可控速率条件下的物理溅射,从而对样品表面进行精细抛光处理,获得满足EBSD测试的平整剖面。从晶体样品表面发出的背散射电子与样品晶体结构发生衍射,形成的衍射图案(EBSP,Electron Backscatter Pattern)可以反映出晶体的取向信息。通过快速图像分析算法,EBSD自动化地从大样品区域捕获高度详细的晶体取向图;通过比较相邻EBSP的晶体取向差异,EBSD可以识别晶粒边界。如果两个区域的晶体取向差异超过一定阈值(通常是几度),则可以认为它们是不同的晶粒;通过映射样品表面的晶体取向,可以构建出晶粒的分布图。通过分析这些分布图,可以测量晶粒的长度及宽度尺寸,对应可输出为晶粒的长宽比。铜层沿厚度方向的剖面具有0.2至0.4的柱状晶与等轴晶的比例系数可以实现电解铜箔兼具高抗拉强度和高延伸率。如下所述,在该剖面上柱状晶与等轴晶的比例系数TJM小于0.2的情况下,电解铜箔整体等轴晶粒居多,等轴晶则呈现出各向同性的晶体形态,具有较好的塑性和韧性。在铜箔中,等轴晶的生长通常伴随着<200>晶向的择优取向,这种晶体形态有助于提高材料的延展性。同时因为等轴晶的结构均匀,它的生长更有利于提高材料的双晶界密度,有助于提高延展性,但会降低抗拉强度。较多的等轴晶构成的晶体结构,结构致密性较差,在铜箔热处理过程中更不稳定,铜箔物性波动大,在电池制造及使用过程中,由于施加的应力和热量而变形,从而铜箔产生打皱现象。此外,在该剖面上柱状晶与等轴晶的比例系数TJM大于0.4的情况下,铜箔的柱状晶粒占据铜箔更多的面积,铜箔的晶体结构过于致密,铜箔变脆,从而在电池制造及使用过程中造成断带和撕裂现象。
铜层沿厚度方向的剖面中晶界角均值最大值其中,为每个晶界的晶界角,n为晶界的总数。KAMmax可通过本领域公知的测量方法获得,例如采用EBSD通过分析相邻区域的晶体取向差异来识别晶界,如果两个区域的取向差异超过特定阈值(通常是几度),则可以认为它们是通过晶界分隔的不同的晶粒。这种差异可通过比较EBSP的晶体学特征来确定的;EBSD可测量晶界角,即相邻晶粒之间的取向差异。通过EBSD获得的晶体取向数据,可以计算出晶界处两个相邻晶粒的晶界角,通常通过欧拉角来表示。
铜层沿厚度方向的剖面中晶界角均值最大值KAMmax≤5.5°,可以实现电解铜箔兼具高抗拉强度和高延伸率。(KAM)是由24个最近的相邻点组成的一个核心点,它被用来给每一个点分配一个标量值,表示它的局部晶界角。KAM可以定性反映塑性变形的均匀化程度,数值较高的地方表示塑性变形程度较大或者缺陷密度较高。在材料的塑性变形过中,均匀的变形有助于提高材料的抗拉延伸性能。在具有较高KAM值的区域,由于塑性变形程度较大,应力更易集中,增加了裂纹形核的概率,会降低材料的抗拉延伸性能。在材料的变形过中,KAM值较高的区域表明晶体结构的稳定性较差,会导致材料在受到拉伸力时更容易发生局部的塑性变形或断裂。KAM值也与材料的再结晶行为有关,在变形后的加热过程中,KAM值较高的区域可能更容易发生静态再结晶,在静态再结晶过程中,新形成的晶粒可能会逐渐长大,会导致材料的晶粒尺寸分布变得不均匀,会降低材料的强度和韧性。特别是在高温下长时间保温的情况下,会发生二次再结晶,形成少量的大晶粒组织,会进一步降低材料的力学性能。
如下所述,晶界角均值最大值KAMmax大于5.5°的情况下,铜箔的晶体结构稳定性变差,抗拉强度和延伸率均会变差,高温稳定性降低,造成在电解铜箔的制造过程和/或在二次电池的制造和使用过程中断带和/或打皱。
铜层沿厚度方向的剖面中晶粒尺寸R采用等效圆直径来表征,具有本领域公知的含义,与晶粒投影面积相等的圆的直径为等效圆直径,可通过本领域公知的方法测量,例如采用EBSD技术测量,单一测量。
铜层沿厚度方向的剖面中晶粒尺寸R≤0.3μm的晶粒占比达到40%-50%,R≤0.4μm的晶粒占比为70%~80%,R≤0.5μm的晶粒占比大于或等于95%,也可以实现电解铜箔兼具高抗拉强度和高延伸率。铜箔的抗拉强度随着晶粒尺寸的减小而增大。抗拉强度与滑移从塑性变形的晶粒转移到相邻晶粒密切相关,而这种转移能否发生,主要取决于在已滑移晶粒晶界附近的位错塞积群所产生的应力集中能否激发相邻晶粒滑移系中的位错源,使其开动起来,进行协调性的多滑移。而细化晶粒可以产生更多的晶界,如果晶界的结构未发生变化,则需施加更大的外力才能产生位错塞积,从而使材料强化。但是晶粒尺寸过小可能导致晶界增多,晶界作为位错运动的障碍,虽然可以提高材料的强度,但过多的晶界可能会增加材料的脆性,降低其塑性变形能力。晶粒尺寸过大可能减少晶界的密度,降低材料的强度,尤其在细晶强化效应中,晶粒尺寸的增加会减弱这种强化机制。过大的晶粒尺寸同时不利于材料的疲劳寿命,因为晶粒内部的裂纹更容易扩展。
如下所述,铜层沿厚度方向的剖面中晶粒尺寸R≤0.3μm的晶粒占比小于40%,和/或,R≤0.4μm的晶粒占比小于70%,和/或,R≤0.5μm的晶粒占比小于95%,铜箔整体晶粒尺寸较大,晶体结构不稳定,抗拉强度低,热处理后抗拉衰减严重,在二次电池的涂布制造过程中,电解铜箔可能会因局部施加的压力而断带。铜层沿厚度方向的剖面中晶粒尺寸R≤0.3μm的晶粒占比大于50%,和/或,R≤0.4μm的晶粒占比大于80%,铜箔整体晶粒尺寸较小,电解铜箔是非常脆的,塑性差,在电解铜箔生产过程中易产生撕裂断带,在二次电池的负极卷绕制造过程中,易在局部弯曲位置产生撕裂。
铜层的厚度具有本领域公知的含义,可通过本领域公知的方法进行测量,例如采用面密度法测试铜箔厚度。可以通过下面的公式计算出铜箔的厚度:铜箔厚度=铜箔面密度/铜材料密度。面密度可以通过称量一定面积(通常为10*10cm)的铜箔样品的质量来获得,而铜箔材料的密度通过标准参考值获得(8.9g/cm3)。
在一些实施方式中,铜层的厚度为4μm~8μm,可理解地,铜层的厚度可以为4μm、5μm、6μm、7μm、8μm以及它们之间的任意值或者任意两个数值之间的范围。铜层厚度在该范围内可进一步提高电池的容量。
在一些实施方式中,具有在其自身厚度方向相对的两个表面,分别为第一表面和第二表面,第一表面和第二表面的表面粗糙度和/或光亮度不同,可进一步提高铜箔的延伸率。可理解地,第一表面和第二表面之间的垂直距离即为铜层的厚度。
在一些实施方式中,电解铜箔还包括至少一保护层。可选地,保护层包括第一保护层和第二保护层,第一保护层设置在上述第一表面上,第二保护层设置在上述第二表面上。保护层的设置可以有效减少电解铜箔表面的氧化。
在一些实施方式中,上述保护层包含铬、葡萄糖和氮化物中的至少一种。
在一些实施方式中,上述保护层包含铬,进一步可选地,铬在该至少一保护层中的含量为20ppm~80ppm以及它们之间的任意值或两个数值之间的范围,例如还可以为30ppm、40ppm、50ppm、60ppm、70ppm。
在一些实施方式中,第一保护层的厚度为100nm~300nm,和/或,第二保护层的厚度为100nm~300nm。可理解地,第一保护层的厚度可独立选自100nm~300nm以及它们之间的任意值或两个数值之间的范围,例如还可以选自150nm、200nm、250nm;第二保护层的厚度可独立选自100nm~300nm以及它们之间的任意值或两个数值之间的范围,例如还可以选自150nm、200nm、250nm。
在一些实施方式中,电解铜箔在常温下的抗拉强度为60kgf/mm2~70kgf/mm2以及它们之间的任意值或两个数值之间的范围,例如还可以为62kgf/mm2、64kgf/mm2、66kgf/mm2、68kgf/mm2。该常温为10℃~40℃。
在一些实施方式中,电解铜箔在常温下的伸长率≥4.5%。该常温为10℃~40℃。
在一些实施方式中,电解铜箔抗拉强度的衰减率Rmi≤3.5%,Rmi=(Rm1-Rm2)/Rm1*100%,其中,Rm1和Rm2分别为电解铜箔常温抗拉强度和电解铜箔热处理后的抗拉强度,该常温为10℃~40℃,热处理的温度为100℃~250℃。在一些实施方式中,热处理包括将电解铜箔以5℃/min的速度加热至250℃,在250℃的温度进行2小时的热处理之后,再以5℃/min降低至室温(25℃)。电解铜箔抗拉强度的衰减率Rmi在该范围内可进一步降低电解铜箔的制造过程和/或在二次电池的制造和使用过程中断带和/或打皱的风险。
电解铜箔在后处理过程中会经历高温陈化,同时在电池制造过程及二次电池使用过程中均会经过长时间的高温过程,电解铜箔的高温抗拉强度衰减对这些过程均有重大影响。铜箔的热处理后的抗拉强度直接影响其作为锂电池负极集流体的性能。抗拉强度降低,会导致电池在充放电过程中的机械稳定性下降,影响电池的循环寿命和安全性。在电池的电极制造过程中,铜箔作为集流体需要与其他材料复合。抗拉强度的降低会影响铜箔与其他材料的结合强度,进而影响电极的整体性能。在电池组装过程中,铜箔的抗拉强度的降低对电池的结构稳定性也有影响。铜箔的抗拉强度衰减过快,会导致电池在组装或使用过程中出现裂纹或断裂,影响电池的可靠性。
如下所述,电解铜箔抗拉强度的衰减率Rmi>3.5%,会导致电解铜箔在制造过程和/或在二次电池的制造和使用过程中抗拉强度一致性差距大,增加断带断裂以及电极性能变差的风险,造成二次电池安全问题。
本申请第二方面提供一种电解铜箔的制备方法,包括如下步骤:
将阳极、待镀的阴极置于电解液中进行电解得到电解铜箔,其中,电解液包含铜离子、硫酸、氯离子、整平剂、光亮剂和润湿剂。
在一些实施方式中,铜离子在电解液中的浓度为70g/L~100g/L以及它们之间的任意值或任意两个数值之间的范围,例如还可以为75g/L、80g/L、85g/L、90g/L、95g/L。铜离子浓度在该范围内,可以实现在高电流密度下进行电解,提高电解效率。铜离子浓度较高,硫酸铜容易析出,铜离子浓度较低,电解液电导率低,电流密度也随之降低,电解效率低。
在电解液的配置过程中,铜离子的来源可为铜盐,例如硫酸铜。
在一些实施方式中,硫酸在电解液中的浓度为80g/L~140g/L以及它们之间的任意值或任意两个数值之间的范围,例如还可以为90g/L、100g/L、110g/L、120g/L、130g/L。硫酸浓度较高,硫酸铜在电解液中的溶解度降低,易在阳极结晶析出,阻碍阳极正常溶解过程,造成阳极钝化。硫酸浓度较低,阳极也容易钝化。硫酸的浓度在该合适范围内,更有利于电镀。
在一些实施方式中,氯离子在电解液中的质量浓度为10ppm~25ppm以及它们之间的任意值或任意两个数值之间的范围,例如还可以为12ppm、15ppm、20ppm、22ppm。氯离子可降低阳极极化,消除高电流密度区的镀层条纹,促进铜离子的沉积,增大阴极极化,从而影响电解铜箔的表面光亮度。氯离子还能与铜电沉积的中间产物Cu+发生特殊的化学反应,与铜镀层的表面形态及疙瘩缺陷有着密切的联系。氯离子的浓度在该范围内,可进一步降低铜镀层表面粗糙以及减少毛刺产生,铜镀层具有更好的整平性能和光亮度,此外,还可解决设备腐蚀速度加快的问题。
在电解液的配置过程中,氯离子来源可为盐酸、氯化钠或氯化钾。
在一些实施方式中,整平剂在电解液中的质量浓度为1ppm~15ppm以及它们之间的任意值或任意两个数值之间的范围,例如还可以为5ppm、8ppm、10ppm、12ppm。整平剂能够平滑铜镀层表面的微观轮廓、降低表面粗糙度。可选地,整平剂为含氮类化合物,进一步可选地整平剂包括明胶、胶原蛋白、健那绿和四氢噻唑硫酮和聚乙烯亚胺类化合物中的一种或多种。
在一些实施方式中,光亮剂在电解液中的质量浓度为10ppm~60ppm以及它们之间的任意值或任意两个数值之间的范围,例如还可以为20ppm、30ppm、40ppm、50ppm。光亮剂能够促进晶粒形核,产生细化晶粒的作用,达到毛面光亮效果。可选地,光亮剂为有机二价硫化物,进一步可选地光亮剂包括3-巯基-1-丙烷磺酸钠(英文缩写MPS)、聚二硫二丙烷磺酸钠(英文缩写SPS)、双-(磺乙基硫酸钠)-二硫化物(英文缩写SES)和1,3-丙二磺酸(英文缩写PDS)中的一种或多种。
在一些实施方式中,润湿剂在电解液中的质量浓度为5ppm~20ppm以及它们之间的任意值或任意两个数值之间的范围,例如还可以为8ppm、10ppm、12ppm、15ppm、18ppm。润湿剂通过降低电极/溶液界面的表面张力,促进气泡逸出,防止产生针孔等缺陷。同时,润湿剂可在电极表面定向吸附,提高阴极极化,抑制铜离子的沉积速率,使镀层结晶更加细致紧密。
氯离子与整平剂、光亮剂、润湿剂具有协同作用,共同影响铜镀层的晶体结构。可选地,润湿剂为聚醚类化合物,进一步可选地润湿剂包括聚乙二醇(英文缩写PEG)、羧乙基纤维素(英文缩写HEC)和聚乙烯毗咯烷酮(英文缩写PVP)中的一种或多种。
在一些实施方式中,电解过程中所述电解液的温度为50℃~60℃。
在一些实施方式中,阳极为钛基底,可选地,钛基底表面可设置有贵金属涂层,例如铱、钽。
在一些实施方式中,阴极为阴极辊,其表面材质可选为高纯钛。
在一些实施方式中,上述方法还包括将电解铜箔至于钝化液中进行钝化的步骤。可选地,钝化液包含铬源、葡萄糖及氮化物中的一种或多种。
进一步地,在一些实施方式中,上述方法还包括将铜镀层从阴极剥离、水洗、干燥、卷取步骤中的一种或多种。
另外,以下适当对本申请的二次电池和用电装置进行说明。
通常情况下,二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔离膜。在电池充放电过程中,活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间,主要起到防止正负极短路的作用,同时可以使离子通过。
正极极片
正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料层,正极活性材料层包括正极活性材料。例如,正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,正极活性材料层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
在其中一些实施例中,正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而获得。所述正极集流体中,该金属材料的非限制性示例可以包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等中的一种或多种。所述正极集流体中,该高分子材料基材的非限制性示例可以包括聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等基材中的一种或多种。
在其中一些实施例中,正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。
需要说明的是,本申请的二次电池可以是锂离子电池、钠离子电池。
作为锂离子电池的非限制性示例,正极活性材料可包括以下材料中的一种或多种:橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。其中,锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO2)、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物及其改性化合物等中的一种或多种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的非限制性示例可包括但不限于磷酸铁锂、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中一种或多种。锂钴氧化物的非限制性示例可以包括LiCoO2;锂镍氧化物的非限制性示例可以包括LiNiO2;锂锰氧化物的非限制性示例可以包括LiMnO2、LiMn2O4等;锂镍钴锰氧化物的非限制性示例可以包括LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(也可以简称为NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(也可以简称为NCM523)、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(也可以简称为NCM211)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(也可以简称为NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(也可以简称为NCM811)等。锂镍钴铝氧化物的非限制性示例可以包括LiNi0.8Co0.15Al0.05O2
作为钠离子活性材料可包括以下材料中的至少一种一种或多种:钠过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝类化合物中的至少一种一种或多种。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作钠离子电池正极活性材料的传统公知的材料。
作为本申请可选的技术方案,钠过渡金属氧化物中,过渡金属可以是包括Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Ti、Zn、V、Zr及Ce中的至少一种一种或多种。钠过渡金属氧化物例如的非限制性示例可以为NaxMO2,其中M为可以包括Ti、V、Mn、Co、Ni、Fe、Cr及Cu中的一种或几种,0<x≤1。
作为钠离子电池的非限制性示例,正极活性材料可包括以下材料中的一种或多种:钠过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝类化合物中的一种或多种。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作钠离子电池正极活性材料的传统公知的材料。
在其中一些实施例中,正极活性材料层还可选地包括粘结剂。作为非限制性示例,粘结剂可以包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的一种或多种。
在其中一些实施例中,正极活性材料层还可选地包括导电剂。作为非限制性示例,导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或多种。
在其中一些实施例中,可以通过以下方式制备正极极片:将上述用于制备正极极片的组分,例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂中,形成正极浆料;将正极浆料涂覆在正极集流体的至少一侧表面上,经烘干、冷压等工序后,即可得到正极极片。溶剂的种类可以选自但不限于前述实施方式中的任一种,例如N-甲基吡咯烷酮(NMP)。正极浆料所涂覆的正极集流体表面可以为正极集流体的单个表面上,也可以为正极集流体的两个表面上。正极浆料所涂覆的正极集流体表面可以为正极集流体的单个表面上,也可以为正极集流体的两个表面上。正极浆料的固含量可以为40wt%~80wt%。正极浆料在室温下的粘度可以调整到5000~25000mPa·s。涂覆正极浆料时,以干重计(扣除溶剂)的涂布单位面密度可以为15~35mg/cm2。正极极片的压实密度可以为3.0~3.6g/cm3,可选为3.3~3.5g/cm3
负极极片
负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层,负极活性材料层包括负极活性材料。例如,负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,负极活性材料层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
在本申请中,负极集流体采用本申请第一方面的电解铜箔或本申请第二方面的方法制备的电解铜箔。在其中一些实施例中,负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为非限制性示例,负极活性材料可包括以下材料中的一种或多种:人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可以包括单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的一种或多种。锡基材料可以包括单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的一种或多种。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
在其中一些实施例中,负极活性材料层还可选地包括粘结剂。粘结剂可以包括丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)及羧甲基壳聚糖(CMCS)中的一种或多种。
在其中一些实施例中,负极活性材料层还可选地包括导电剂。导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或多种。
在其中一些实施例中,负极活性材料层还可选地包括其他助剂,例如增稠剂(如羧甲基纤维素钠(CMC-Na))等。
在其中一些实施例中,可以通过以下方式制备负极极片:将上述用于制备负极极片的组分,例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂(溶剂的非限制性示例如去离子水)中,形成负极浆料;将负极浆料涂覆在负极集流体的至少一侧表面上,经烘干、冷压等工序后,即可得到负极极片。负极浆料所涂覆的负极集流体表面可以为负极集流体的单个表面上,也可以为负极集流体的两个表面上。负极浆料的固含量可以为40wt%~60wt%。负极浆料在室温下的粘度可以调整到2000mPa·s~10000mPa·s。涂覆负极浆料时,以干重计(扣除溶剂)的涂布单位面密度可以为75g/m2~220g/m2。负极极片的压实密度可以为1.0g/cm3~1.8g/cm3
电解质
电解质具有在正极极片和负极极片之间传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有特别的限制,可根据需求进行选择。例如,电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。
在其中一些实施例中,电解质采用电解液。电解液包括电解质盐和溶剂。
在其中一些实施例中,电解质盐可以包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、三氟甲磺酸锂(LiTFS)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟二草酸磷酸锂(LiDFOP)及四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)中的一种或多种。
在其中一些实施例中,溶剂可以包括碳酸乙烯酯(EC,)、碳酸丙烯酯(PC,)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸乙烯酯氟代碳酸乙烯酯(FEC)、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的一种或多种。
在其中一些实施例中,电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂,还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂,例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
在一些实施方式中,电解液中的添加剂可以包括但不限于氟代碳酸乙烯酯(FEC)、二氟碳酸乙烯酯(DFEC)、三氟甲基碳酸乙烯酯(TFPC)等中的一种或多种。
隔离膜
在其中一些实施例中,二次电池中还包括隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制,可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在其中一些实施例中,隔离膜的材质可以包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的一种或多种。隔离膜可以是单层薄膜,也可以是多层复合薄膜,没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时,各层的材料可以相同或不同,没有特别限制。
在一些实施方式中,所述隔离膜的厚度为6μm~40μm,可选为12μm~20μm。
在其中一些实施例中,正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
在其中一些实施例中,二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
在其中一些实施例中,二次电池的外包装可以是硬壳,例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包,例如袋式软包。软包的材质可以是塑料,进一步地,塑料的非限制性示例可以包括聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等中的一种或多种。
二次电池中包括至少一个电池单体。二次电池可以包括1个或多个电池单体。
在本申请中,如无其他说明,“电池单体”指能够实现化学能和电能相互转化的基本单元,进一步地,通常而言至少包括正极极片、负极极片和电解质。在电池充放电过程中,活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导活性离子的作用。
本申请对电池单体的形状没有特别的限制,其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。
在其中一些实施例中,外包装可包括壳体和盖板。其中,壳体可包括底板和连接于底板上的侧板,底板和侧板围合形成容纳腔。壳体具有与容纳腔连通的开口,盖板能够盖设于开口,以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件。电极组件封装于容纳腔内。电解液浸润于电极组件中。电池单体所含电极组件的数量可以为一个或多个,本领域技术人员可根据实际需求进行选择。
二次电池可以为电池模块或电池包。
电池模块包括至少一个电池单体。电池模块所含电池单体的数量可以为一个或多个,本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量选择合适的数量。
在其中一些实施例中,上述电池模块还可以组装成电池包,电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个,本领域技术人员可根据电池包的应用和容量选择合适的数量。
另外,本申请还提供一种用电装置,用电装置包括本申请提供的二次电池。二次电池可以用作用电装置的电源,也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以包括移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能系统等,但不限于此。其中,移动设备例如可以是手机、笔记本电脑等;电动车辆例如可以是纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等,但不限于此。
作为用电装置,可以根据其使用需求来选择二次电池。
作为示例,用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求,可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化,可以采用二次电池作为电源。
实施例
以下,说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
1)配置电解液
将硫酸铜、硫酸、氯化钠、整平剂、光亮剂和润湿剂溶于水中,并充分搅拌混合均匀,其中各组成成分的浓度分别为:80g/L的铜离子,110g/L的硫酸,13ppm的氯离子,45ppm的MPS(3-巯基-1-丙烷磺酸钠)和35ppm的SPS(聚二硫二丙烷磺酸钠),7ppm的明胶和10ppm的四氢噻唑硫酮,14ppm的HEC(羧乙基纤维素)。
2)电解
将阳极板、待镀阴极辊浸入上述电解液中,电解液温度为50℃,电解液流量为40m3/h,阴极辊恒速旋转,溶液中的铜沉积到阴极辊筒的表面形成铜箔,铜箔的厚度由阴极电流密度和阴极辊的转速所控制,本领域技术人员可采用常规方法控制电流密度以及阴极辊转速来获得目标厚度的铜箔。待铜箔随辊筒转出液后,再连续地从阴极辊上剥离,经水洗、干燥、卷取,生成电解铜箔。
实施例2~7
与实施例1基本相同,不同之处在于,调节电解过程中的相关参数,具体详见表1。
对比例1~8
与实施例1基本相同,不同之处在于,调节电解过程中的相关参数,具体详见表1。
测试部分
1)电解铜箔TJM(具有与上文相同的含义)、KAMmax(具有与上文相同的含义)、R(具有与上文相同的含义)测试
通过电子背散射衍射法(EBSD),具体使用英国牛津仪器制造的C-Swift EBSD探测器观察各实施例及对比例样品的相关微观结构,进而通过该方法获得的相关数据和相关计算公式得到各实施例及对比例的TJM、KAMmax和R值。其中,样品为电解铜箔沿厚度方向的剖面。
2)电解铜箔的抗拉强度和延伸率测试
依据测试方法GB/T29847-2013,使用上海衡翼精密仪器有限公司制造的HY-0230万能材料试验机,室温(约25℃)条件下测试铜箔的常温抗拉强度、热处理后的抗拉强度和延伸率。其中,热处理为将电解铜箔以5℃/min的速度加热至250℃,在250℃的温度进行2小时的热处理之后,再以5℃/min降低至室温(25℃),Rmi=(Rm1-Rm2)/Rm1*100%,其中,Rm1和Rm2分别为电解铜箔常温抗拉强度和电解铜箔热处理后的抗拉强度。
表1
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以相互参考,为了简洁,本文不再赘述。
需要说明的是,本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例,在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外,在不脱离本申请主旨的范围内,对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (15)

1.一种电解铜箔,其特征在于,包括至少一铜层,所述铜层沿厚度方向的剖面中柱状晶与等轴晶的比例系数为TJM,TJM=N(I>1)/N(I≤1),其中,N为晶粒个数,I为EBSD晶粒尺寸测量数据中以拟合椭圆计算的晶粒长宽比,所述剖面中晶界角均值最大值为KAMmax 其中,为每个晶界的晶界角,n为晶界的总数,所述剖面中晶粒尺寸为R,其中,所述剖面满足以下条件(1)~(3)中的至少一项:
(1)0.2≤TJM≤0.4;
(2)KAMmax≤5.5°;
(3)R≤0.3μm的晶粒占比为40%~50%,R≤0.4μm的晶粒占比为70%~80%,R≤0.5μm的晶粒占比大于或等于95%。
2.根据权利要求1所述的电解铜箔,其特征在于,所述铜层具有在其自身厚度方向相对的两个表面,分别为第一表面和第二表面,所述第一表面和所述第二表面的表面粗糙度和/或光亮度不同。
3.根据权利要求2所述的电解铜箔,其特征在于,还包括至少一保护层,可选地,所述保护层包括第一保护层和第二保护层,所述第一保护层设置在所述第一表面上,所述第二保护层设置在所述第二表面上。
4.根据权利要求3所述的电解铜箔,其特征在于,所述保护层包含铬、葡萄糖和氮化物中的至少一种;
可选地,所述保护层包含铬,进一步可选地,所述铬在至少一所述保护层中的含量为20ppm~80ppm。
5.根据权利要求3所述的电解铜箔,其特征在于,所述第一保护层的厚度为100nm~300nm,和/或,所述第二保护层的厚度为100nm~300nm。
6.根据权利要求1所述的电解铜箔,其特征在于,所述铜层的厚度为4μm~8μm。
7.根据权利要求1~6任一项所述的电解铜箔,其特征在于,所述电解铜箔在常温下的抗拉强度为60kgf/mm2~70kgf/mm2,和/或,所述电解铜箔在常温下的伸长率≥4.5%,所述常温为10℃~40℃。
8.根据权利要求1~6任一项所述的电解铜箔,其特征在于,所述电解铜箔抗拉强度的衰减率Rmi≤3.5%,Rmi=(Rm1-Rm2)/Rm1*100%,其中,Rm1和Rm2分别为所述电解铜箔常温抗拉强度和所述电解铜箔热处理后的抗拉强度,所述常温为10℃~40℃,所述热处理的温度为100℃~250℃。
9.一种电解铜箔的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将阳极、待镀的阴极置于电解液中进行电解得到电解铜箔,其中,所述电解液包含铜离子、硫酸、氯离子、整平剂、光亮剂和润湿剂;
可选地,所述铜离子在所述电解液中的浓度为70g/L~100g/L;
可选地,所述硫酸在所述电解液中的浓度为80g/L~140g/L;
可选地,所述氯离子在所述电解液中的质量浓度为10ppm~25ppm;
可选地,所述整平剂在所述电解液中的质量浓度为1ppm~15ppm;
可选地,所述光亮剂在所述电解液中的质量浓度为10ppm~60ppm;
可选地,所述润湿剂在所述电解液中的质量浓度为5ppm~20ppm。
10.根据权利要求9所述的电解铜箔的制备方法,其特征在于,所述整平剂为含氮类化合物,可选地包括明胶、胶原蛋白、健那绿和四氢噻唑硫酮和聚乙烯亚胺类化合物中的一种或多种;和/或,
所述光亮剂为有机二价硫化物,可选地包括3-巯基-1-丙烷磺酸钠、聚二硫二丙烷磺酸钠、双-(磺乙基硫酸钠)-二硫化物和1,3-丙二磺酸中的一种或多种;和/或,
所述润湿剂为聚醚类化合物,可选地包括聚乙二醇、羧乙基纤维素和聚乙烯毗咯烷酮中的一种或多种。
11.根据权利要求9所述的电解铜箔的制备方法,其特征在于,电解过程中所述电解液的温度为50℃~60℃。
12.根据权利要求9所述的电解铜箔的制备方法,其特征在于,还包括将所述电解铜箔至于钝化液中进行钝化的步骤,
可选地,所述钝化液包含铬源、葡萄糖及氮化物中的一种或多种。
13.一种负极极片,其特征在于,包括根据权利要求1~8任一项所述的电解铜箔,根据权利要求9~12任一项所述的方法制备得到的电解铜箔。
14.一种二次电池,其特征在于,包括权利要求13所述的负极极片。
15.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求14所述的二次电池中的至少一种。
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