一种锂离子电池用含银铜箔及其制备方法与流程

本发明属于铜箔，具体涉及一种锂离子电池用含银铜箔及其制备方法。

背景技术：

1、铜箔由于其导电性好，其表面形成的氧化保护膜，质地柔软，制造工艺成熟被选作锂电池集电器的主要材料之一。锂电池的负极电位低，铝箔容易形成低电位的铝锂合金，因此通常将铜箔用作负极集流体。

2、铜箔是锂离子电池负极的关键材料，它对电池的能量密度和其他性能具有重要影响。铜箔在锂电池结构中充当负极活性材料的载体和负极集流体。典型锂离子电池结构主要包括正极、负极、电解液和隔膜四部分。锂电池充电时，加在电池两极的电势迫使正极的嵌锂化合物释放出锂离子，通过隔膜后嵌入片层结构的石墨负极中；放电时锂离子则从片层结构的石墨中析出，重新和正极的嵌锂化合物结合，锂离子实现移动，产生电流。铜箔由于具有良好的导电性、柔韧性和适中的电位，耐卷绕和辗压，制造技术成熟，且价格相对低廉，在此过程中便充当石墨等负极活性材料载体，同时作为负极集流体，将电池活性物质产生的电流汇集起来，以产生更大的输出电流。

3、锂电池内阻对温度最为敏感，不同温度下，内阻值可以发生很大变化。低温下锂电池性能会下降，其重要的原因之一就是低温下电池内阻过大造成的。锂电池作为一个电源，内阻是越小越好，尤其在功率应用情形下，小内阻是必要的条件。小内阻可以减少电能浪费，而且对于电池的产热以及倍率等都有帮助。

4、近年来，新能源汽车对锂电池高倍率充放电性能的要求越来越高，从而使得锂电池对材料的要求也越来越高，其中，就要求锂电池用铜箔材料具有更薄的厚度、更低的电阻、以及更低的温度敏感性；同时还要求较低的成本。但是现有技术中公开的铜箔材料电阻率一般较高，且对温度较为敏感。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池用含银铜箔及其制备方法，其含银量0.025-0.035％，成本较低，具有较低的电阻率、较薄的厚度，且电阻率不会随温度的升高而大幅增大。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

3、一种锂离子电池用含银铜箔，包括以下重量百分比的化学成分：ag0.025-0.035％，余量为铜及不可避免的杂质；且杂质中，as≤0.0015％、sb≤0.0015％、bi≤0.0005％、fe≤0.0025％、pb≤0.002％、sn≤0.001％、ni≤0.002％、zn≤0.002％、s≤0.0025％、p≤0.001％；此种成分组成的含银铜箔，成本低，且铜箔的性能优异；当含银量低于0.025％，电阻率相对于纯铜箔几乎没有变化，特别是在100℃环境中，电阻率会达到0.0161ω·mm2/m；当含银量高于0.035％，虽然随着银含量的升高铜箔的电阻率会进一步降低，但是成本会显著增大。

4、所述锂离子电池用含银铜箔室温时电阻率≤0.0158ω·mm2/m，100℃时电阻率≤0.0161ω·mm2/m；弹性模量≥51gpa。

5、本发明还提供了所述锂离子电池用含银铜箔的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

6、(1)在熔炼设备的底部铺设覆盖剂，然后加入电解铜进行升温融化，再加入炉料，同时加入覆盖剂覆盖住液面，

7、(2)当铜完全熔化温度达到1150-1200℃时，向其中加入紫铜带包裹的银粉，并在1150-1200℃之间继续进行搅拌，在线监测铜液的成分，确保银含量控制0.025-0.035％；

8、(3)出炉去渣，浇注成铜银合金坯；

9、(4)将铜银合金经过热轧、冷轧、精轧获得铜银合金带材；

10、(5)将铜银合金带材轧制成含银铜箔。

11、所述覆盖剂由59-64wt％硼砂和35-38wt％碎玻璃组成。

12、步骤(1)中，加热炉的底部覆盖剂铺设厚度为20-40mm。

13、步骤(2)中，紫铜带将电解银粉包成银粉重量不大于200克的小包，此种银粉的方式比加入银块更便于快速搅拌，相对于直接加入银粉更有利于将银粉压入铜液中，避免银粉长时间暴露在铜液表面，从而避免银粉的大量氧化，且低于200克的银粉量，更利于银粉的熔化及合金化速度。

14、步骤(4)中，热轧开轧温度为630-680℃，热轧轧制力为80-85kn，轧辊转速为28-30r/min。

15、步骤(4)中，冷轧和精轧的轧制力为135-138kn，轧制速度为400-450m/min，如果轧制的速度过慢则生产效率较低，如果轧制的速度过快会导致铜箔的弹性模量低于51gpa。

16、步骤(5)中，含银铜箔的厚度为7±0.2μm。

17、电解铜在投料之前需要去除表面的污垢，并在500-550℃预热除去水分。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明提供的锂离子电池用含银铜箔，含银量较少成本较低，且虽然含银量较低，但是通过本发明的技术方案生产的铜箔的电阻率≤0.0158ω·mm2/m，100℃时电阻率≤0.0161ω·mm2/m，弹性模量≥51gpa，温度敏感性低，抗变形能力优异。将该铜箔用于锂电池，有利于提高电池的性能。

技术特征：

1.一种锂离子电池用含银铜箔，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：ag0.025-0.035％，余量为铜及不可避免的杂质；且杂质中，as≤0.0015％、sb≤0.0015％、bi≤0.0005％、fe≤0.0025％、pb≤0.002％、sn≤0.001％、ni≤0.002％、zn≤0.002％、s≤0.0025％、p≤0.001％。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用含银铜箔，其特征在于，所述锂离子电池用含银铜箔室温时电阻率≤0.0158ω·mm2/m，100℃时电阻率≤0.0161

3.如权利要求1或2所述的锂离子电池用含银铜箔的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述覆盖剂由59-64wt％硼砂和35-38wt％碎玻璃组成。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，加热炉的底部覆盖剂铺设厚度为20-40mm。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，紫铜带将电解银粉包成银粉重量不大于200克的小包。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，热轧开轧温度为630-680℃，热轧轧制力为80-85kn，轧辊转速为28-30r/min。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，冷轧和精轧的轧制力为135-138kn，轧制速度为400-450m/min。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，含银铜箔的厚度为7±0.2μm。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，电解铜在投料之前需要去除表面的污垢，并在500-550℃预热除去水分。

技术总结
本发明公开了一种锂离子电池用含银铜箔及其制备方法，所述锂离子电池用含银铜箔包括以下重量百分比的化学成分：Ag 0.025‑0.035％，余量为铜及不可避免的杂质；且杂质中，As≤0.0015％、Sb≤0.0015％、Bi≤0.0005％、Fe≤0.0025％、Pb≤0.002％、Sn≤0.001％、Ni≤0.002％、Zn≤0.002％、S≤0.0025％、P≤0.001％；其含银量较少成本较低，且虽然含银量较低，但是通过本发明的技术方案生产的铜箔的电阻率≤0.0158Ω·mm2/m，100℃时电阻率≤0.0161Ω·mm2/m，弹性模量≥51Gpa，温度敏感性低，抗变形能力优异，将该铜箔用于锂电池，有利于提高电池的性能。

技术研发人员：吴小兵,黄仲佳,王朦朦,王秒,杨爽
受保护的技术使用者：安徽众源新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15