【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及鋰離子電池，尤其涉及一種銅箔及其制備方法和包含其的負極、鋰離子電池。
技術介紹
1、隨著電動汽車保有量和可再生能源裝機量的不斷提升，對鋰離子電池的需求正在迅速增加。
2、電解銅箔由于其優秀的導電性，廣泛應用于鋰離子電池負極集流體，同時，由于其較好的力學性能，也是電池制造和使用時產生的應力的主要承擔者。
3、當今鋰離子電池發展的主要趨勢是提升能量密度和安全性。傳統石墨負極的理論比容量只有372ah/kg，而新型硅碳負極有望實現超過3000wh/kg的能量密度，負極材料的迭代將會是未來一段時間內提升電池能量密度的主要途徑。然而，硅碳負極材料體積會隨著鋰離子脫嵌/嵌入發生明顯的收縮/膨脹，這一現象導致了電池充放電過程中的體積變化，從而對作為應力載體的銅箔產生反復的拉伸。傳統的銅箔集流體在這一過程中容易由于過度拉伸而斷裂，導致電池內部發生短路，影響電池的安全性和使用壽命。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種銅箔及其制備方法和包含其的負極、鋰離子電池，以解決現有銅箔作為集流體在電池充放電過程中容易由于過度拉伸而斷裂的問題。
2、根據本專利技術的第一方面，本專利技術提供一種銅箔，銅箔包括超細晶粒和納米孿晶，銅箔的平均晶粒尺寸為0.2-0.4μm，面積加權平均晶粒尺寸為0.3-0.8μm，銅箔中由ebsd測量得到的納米孿晶晶粒比例大于50％。
3、進一步地，銅箔的延伸率大于5％。
4、進一步地，銅箔的抗拉強度為600-9
5、進一步地，銅箔的厚度為4-10μm。
6、根據本專利技術的第二方面，本專利技術還提供一種銅箔的制備方法，該制備方法包括如下步驟：
7、利用脈沖電源在預定的脈沖寬度和占空比下對電解液進行電解處理得到原箔；脈沖電源的電流密度為8000～15000a/m2，脈沖寬度為1～50ms，占空比為1％～30％；電解液包括電解添加劑，電解添加劑包括含量為12-20mg/l的光亮劑、含量為4-10mg/l的輔助光亮劑、含量為2-8mg/l的整平劑、含量為2-10mg/l的聚乙二醇和含量為6-30mg/l的抑制劑；
8、將原箔洗滌、鈍化，得到電解銅箔。
9、進一步地，電解液還包含銅離子60-120g/l、硫酸90-150g/l和氯離子20-40mg/l。進一步地，光亮劑包括有機硫化物；優選地，光亮劑包括聚二硫二丙烷磺酸鈉、聚二硫二乙烷磺酸鈉和3-巰基-1-丙烷磺酸鈉中的一種或多種。
10、進一步地，輔助光亮劑包括含氮的有機硫化物；優選地，輔助光亮劑包括聚異硫脲丙烷磺酸內鹽、3-苯并噻唑基-2-硫醇丙烷磺酸鈉、n,n-二甲基-丙烷磺酸鈉和四氫噻唑硫酮中的一種或多種。
11、進一步地，整平劑包括含氮小分子化合物；優選地，整平劑包括2-巰基吡啶2-、氨基-4-甲基苯并噻唑和三環唑中的一種或多種。
12、進一步地，聚乙二醇的分子量為4000-10000。
13、進一步地，抑制劑包括聚醚類化合物，聚醚類化合物的分子量小于等于2000；優選地，抑制劑包含分子量為400-1000的聚乙二醇、分子量為800-2000的聚丙二醇和分子量為400-1000的乙二醇和丙二醇的共聚物中的一種或多種。
14、進一步地，聚乙二醇與聚醚類化合物的質量比為1:2-1:4。
15、進一步地，電解處理的溫度為50-60℃；所述電解處理過程中，電解液的上液流量為40-50m3/h。
16、根據本專利技術的第三方面，本專利技術還提供一種負極，包括負極集流體，負極集流體包括金屬箔，該金屬箔包括上述第一方面任意實施方式提供的銅箔。
17、根據本專利技術的第四方面，本專利技術還提供一種鋰離子電池，包括負極，該負極包括上述第三方面任意實施方式提供的負極。
18、本專利技術提供的技術方案具有如下有益效果：
19、本專利技術提供的銅箔具有高度細化的晶粒尺寸，且通過在微觀晶粒構造引入納米孿晶結構能調控電解銅箔的機械性能。納米孿晶具有的共格晶界不但能夠有效阻礙位錯運動，起到強化材料的作用，當形變應力足夠高時，位錯也可以在共格孿晶界面滑移，從而有效提高了材料的塑性和加工硬化能力，能保證電解銅箔具有高延伸率。
20、本專利技術一種銅箔的制備方法采用脈沖電鍍技術，相比于傳統的直流電鍍技術工藝，本專利技術實現了對結晶微觀結構的可控調整。采用脈沖電鍍技術構造出不同微觀晶粒尺寸的電解銅箔。通過調節電源參數，包括峰值電流、脈沖寬度和占空比，可以改變微觀銅晶粒的生長周期和應力釋放過程，從而調節晶粒尺寸的大小和納米孿晶比例，使電解銅箔的抗拉強度在600-900mpa區間內可調整。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種銅箔，其特征在于，所述銅箔包括超細晶粒和納米孿晶，所述銅箔的平均晶粒尺寸為0.2-0.4μm，面積加權平均晶粒尺寸為0.3-0.8μm，所述銅箔中由EBSD測量得到的納米孿晶晶粒比例大于50％。
2.根據權利要求1所述的銅箔，其特征在于，所述銅箔的延伸率大于5％。
3.根據權利要求1或2所述的銅箔，其特征在于，所述銅箔的抗拉強度為600-900MPa。
4.根據權利要求1所述的銅箔，其特征在于，所述銅箔的厚度為4-10μm。
5.一種銅箔的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述電解液還包含銅離子60-120g/L、硫酸90-150g/L和氯離子20-40mg/L。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述光亮劑包括有機硫化物；優選地，所述光亮劑包括聚二硫二丙烷磺酸鈉、聚二硫二乙烷磺酸鈉和3-巰基-1-丙烷磺酸鈉中的一種或多種；
8.根據權利要求5至7中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述電解處理的溫度為50-60℃；
9.一種負極，包括負極集流體，所述負極集流體包括金屬箔，其特征在于，所述金屬箔包括權利要求1-4任一項所述的銅箔。
10.一種鋰離子電池，包括負極，其特征在于，所述負極包括權利要求9所述的負極。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種銅箔，其特征在于，所述銅箔包括超細晶粒和納米孿晶，所述銅箔的平均晶粒尺寸為0.2-0.4μm，面積加權平均晶粒尺寸為0.3-0.8μm，所述銅箔中由ebsd測量得到的納米孿晶晶粒比例大于50％。
2.根據權利要求1所述的銅箔，其特征在于，所述銅箔的延伸率大于5％。
3.根據權利要求1或2所述的銅箔，其特征在于，所述銅箔的抗拉強度為600-900mpa。
4.根據權利要求1所述的銅箔，其特征在于，所述銅箔的厚度為4-10μm。
5.一種銅箔的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述電解液還包含銅離子60-...
【專利技術屬性】
技術研發人員：葛洪鑫，江泱，羅佳，邵宇，潘登，占俊雄，
申請(專利權)人：九江德福科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。