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作者:王丽娜;王庆福;樊斌锋;王江帆;王旭阳;
单位:河南高精铜箔产业技术研究院有限公司;
摘要:铜箔是锂离子电池负极集流体关键材料,在电池电化学循环过程中,受到交变应力的作用,因此其抗拉强度和延伸率对锂电池的安全性能和寿命有重要影响。目前市场上还没有同时具备高抗拉强度和高延伸率的锂电铜箔,现有的8μm高延伸率锂电铜箔可以满足E%≥14%,但其常温抗拉强度低于350 MPa。本研究引入两类新型添加剂硫脲衍生物SP和含氮有机物HF制备具有高抗拉强度和高延伸率的8μm厚双面光锂电铜箔,优化了工艺参数,并进行了铜箔性能测试,得到以下主要结论。SP-500对铜离子电沉积过程具有抑制作用,HF-1000则对铜离子电沉积具有促进作用;在电解工艺参数为铜离子浓度100~120 g/L、硫酸浓度80~100 g/L、电解液温度40±5℃、电解液流量50±5 m~3/h的条件下,添加HEC 80 mL/min、明胶30 mL/min、SP-500 20 mL/min、HF-1000 40 mL/min,可以使铜箔在190℃/1 h的高温条件下延伸率(E%)达到13.95%,且常温抗拉强度(T/S)达到450.25 MPa,毛面光亮度≥40;70℃/16 h的老化处理条件为最佳,可使铜箔的常温抗拉强度和高温延伸率在60 d内衰减幅度最小,分别保持在434.21 MPa和13.91%以上。这项研究为高抗拉强度、高延伸率铜箔的开发提供了新思路,能够在一定程度上进一步提升锂电池的稳定性。
关键词:锂电铜箔;;常温抗拉强度;;高温延伸率;;新型添加剂;;硫脲衍生物SP;;含氮有机物HF;;稳定性
基金资助:河南省重点研发专项“锂电池用极薄双面光电解铜箔关键技术研发与应用”(231111241000)