【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電子電路材料加工，具體為雙面粗糙化銅箔的生產方法、雙面粗糙化銅箔及生產設備。
技術介紹
1、鋰離子電池由于體積小、能量密度高和可定制化強成為當前電化學儲能的主流，廣泛應用于動力汽車、消費電子和大規模儲能領域。近年來，隨著需求端對能量密度的要求越來越高，常規以石墨為負極材料的鋰離子電池的性能已經接近理論極限。鋰金屬具有最低的電化學反應電位和最低的質量密度，以鋰金屬作為電極的鋰金屬電池成為當前提升鋰電池能量密度的重要研究方向。
2、其中如圖1所示，鋰金屬電池的結構主要由銅箔，負極材料、隔膜、正極材料、鋁箔和電解液組成。銅箔作為鋰金屬電池的負極集流體，在鋰金屬電池中發揮著電流傳導和承載鋰金屬負極材料的作用。
3、常規的鋰離子電池和鋰金屬電池大多使用正反兩面粗糙度都相對較低的雙面光銅箔作為負極集流體。需要指出的是雙面光銅箔在電池的充放電過程中存在隨機鋰沉積導致的鋰枝晶問題。鋰枝晶的形成可能刺穿隔膜導致電池正負極直接接觸從而形成短路，嚴重威脅鋰離子電池和鋰金屬電池的安全性。
技術實現思路
1、針對上述技術問題，本專利技術提供一種雙面粗糙化銅箔的生產方法、雙面粗糙化銅箔及生產設備，不僅有利于提升鋰金屬電池的體積能量密度，同時有利于抑制鋰枝晶的形成和生長提升鋰金屬電池的安全性，并且還提升鋰金屬電池的循環穩定性。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種雙面粗糙化銅箔的生產方法，其特征在于，包括以下步驟：
3、s1、采用添加
4、s2、對單面粗糙化銅箔光面電化學沉積粗糙化組織；通過添加劑輔助的電化學沉積處理在單面光銅箔的光面形成具有起伏的山峰狀的粗糙化組織，形成雙面粗糙化的電解銅箔；
5、s3、對雙面粗糙化銅箔雙面進行防氧化處理；通過無鉻鈍化技術，在雙面粗糙化銅箔的上下表面通過脈沖電化學沉積放氧化層，防止銅箔在使用過程中出現氧化變質的情況；
6、s4、對雙面粗糙化銅箔進行烘干處理；通過將雙面防氧化處理后的銅箔經過鼓風烘箱，除去銅箔表面殘余的水分；
7、s5、最后對雙面粗糙化電解銅箔進行收卷；通過收卷裝置在一定的張力作用下，將已經完成雙面防氧化處理的雙面粗糙化銅箔收集成卷，便于下游在生產過程中的使用。
8、進一步地，在進行單面光銅箔電化學沉積與光面粗糙化過程使用的是相同成分的電解液，其中電解液的主要成包括cuso4,h2so4,cl-和整平劑。
9、進一步地，電解和粗糙化電解液中的整平劑包括羥乙基纖維素hec，氯化膽堿，明膠，膠原蛋白中的一種或幾種，其中整平劑的濃度在5-20mg/l之間。
10、進一步地，所述雙面粗糙化銅箔的厚度在6-10μm之間，所述雙面粗糙化銅箔兩面的粗糙度差值δrz小于等于1.0μm，所述雙面粗糙化銅箔上下兩面的色差δe小于等于2.0。
11、進一步地，無鉻鈍化使用的防氧化處理液包括植酸(pa)，苯并三氮唑(bta)，kh792硅烷偶聯劑，氧化石墨烯(go)，吡咯(py)，苯胺(ani)，硫酸鋅(znso4)中的一種或幾種，其中，防氧化處理液的濃度在0.5-1.5g/l之間。
12、進一步地，雙面粗糙化銅箔防氧化層脈沖電化學沉積過程中的平均電流密度在5-15a/m2之間，占空比在25-67％之間，頻率在100-2000hz之間。
13、一種雙面粗糙化銅箔，是根據所述的雙面粗糙化銅箔的生產方法制備的雙面粗糙化銅箔。
14、進一步地，成品雙面粗糙化銅箔兩面成起伏的山峰狀微觀形貌，上下面的粗糙度rz均在1.5-3.0μm之間。
15、一種雙面粗糙化銅箔的生產設備，包括以下設備：
16、1)單面粗糙化銅箔電化學沉積裝置；
17、2)光面粗糙化電化學沉積裝置；
18、3)雙面防氧化電化學沉積裝置；
19、4)鼓風干燥裝置；
20、5)雙面粗糙化電解銅箔收卷裝置。
21、進一步地，雙面防氧化電化學沉積裝置中的防氧化處理槽中設有輔助陰極，將銅箔表面帶入的銅離子從處理液中移除，保證防氧化處理的有效性，且輔助陰極的材質為銅桿，電流在5-15a之間。
22、與現有技術相比，本專利技術的有益效果：
23、1、本專利技術中，通過添加劑輔助電化學沉積技術和無鉻鈍化表面處理技術相結合，生產得到性能優異的雙面粗糙化電解銅箔。
24、2、本專利技術中，相對于常規的雙面光鋰離子電池用銅箔，本專利技術生產的鋰金屬電池用雙面粗糙化電解銅箔可以有效增加單位面積內鋰金屬的負載量，降低鋰金屬層的厚度的同時有利于提升鋰金屬電池的體積能量密度。
25、3、本專利技術中，通過利用雙面粗糙化電解銅箔誘導鋰金屬電池在充放電過程中的均勻沉積，有利于抑制鋰枝晶的形成和生長提升鋰金屬電池的安全性。
26、4、本專利技術中，通過利用雙面粗糙化電解銅箔增大鋰金屬與集流體之間的接觸面積，有利于提升鋰金屬與銅箔之間的結合作用力，進而提升鋰金屬電池的循環穩定性。
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1.一種雙面粗糙化銅箔的生產方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的雙面粗糙化銅箔的生產方法，其特征在于：在進行單面光銅箔電化學沉積與光面粗糙化過程使用的是相同成分的電解液，其中電解液的主要成包括CuSO4,H2SO4,Cl-和整平劑。
3.根據權利要求2所述的雙面粗糙化銅箔的生產方法，其特征在于：電解和粗糙化電解液中的整平劑包括羥乙基纖維素HEC，氯化膽堿，明膠，膠原蛋白中的一種或幾種，其中整平劑的濃度在5-20mg/L之間。
4.根據權利要求1所述的雙面粗糙化銅箔的生產方法，其特征在于：所述雙面粗糙化銅箔的厚度在6-10μm之間，所述雙面粗糙化銅箔兩面的粗糙度差值ΔRz小于等于1.0μm，所述雙面粗糙化銅箔上下兩面的色差ΔE小于等于2.0。
5.根據權利要求1所述的雙面粗糙化銅箔的生產方法，其特征在于：無鉻鈍化使用的防氧化處理液包括植酸，苯并三氮唑，KH792硅烷偶聯劑，氧化石墨烯，吡咯，苯胺，硫酸鋅中的一種或幾種，其中，防氧化處理液的濃度在0.5-1.5g/L之間。
6.根據權利要求1所述的雙面粗
7.一種雙面粗糙化銅箔，其特征在于，是根據權利要求1-6中任一項權利要求所述的雙面粗糙化銅箔的生產方法制備的雙面粗糙化銅箔。
8.根據權利要求7所述的雙面粗糙化銅箔，其特征在于：成品雙面粗糙化銅箔兩面成起伏的山峰狀微觀形貌，上下面的粗糙度Rz均在1.5-3.0μm之間。
9.一種雙面粗糙化銅箔的生產設備，其特征在于：包括以下設備：
10.根據權利要求1所述的雙面粗糙化銅箔的生產設備，其特征在于：雙面防氧化電化學沉積裝置中的防氧化處理槽中設有輔助陰極，將銅箔表面帶入的銅離子從處理液中移除，保證防氧化處理的有效性，且輔助陰極的材質為銅桿，電流在5-15A之間。
...【技術特征摘要】
1.一種雙面粗糙化銅箔的生產方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的雙面粗糙化銅箔的生產方法，其特征在于：在進行單面光銅箔電化學沉積與光面粗糙化過程使用的是相同成分的電解液，其中電解液的主要成包括cuso4,h2so4,cl-和整平劑。
3.根據權利要求2所述的雙面粗糙化銅箔的生產方法，其特征在于：電解和粗糙化電解液中的整平劑包括羥乙基纖維素hec，氯化膽堿，明膠，膠原蛋白中的一種或幾種，其中整平劑的濃度在5-20mg/l之間。
4.根據權利要求1所述的雙面粗糙化銅箔的生產方法，其特征在于：所述雙面粗糙化銅箔的厚度在6-10μm之間，所述雙面粗糙化銅箔兩面的粗糙度差值δrz小于等于1.0μm，所述雙面粗糙化銅箔上下兩面的色差δe小于等于2.0。
5.根據權利要求1所述的雙面粗糙化銅箔的生產方法，其特征在于：無鉻鈍化使用的防氧化處理液包括植酸，苯并三氮唑，kh792硅烷偶聯劑，氧化石墨烯，吡咯，苯胺，硫酸鋅中的一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張杰，鐘鴻杰，熊宏旭，楊紅光，金榮濤，
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：
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