电解铜箔及其制备设备、负极片、电池单体及电池的制作方法

本技术属于电解铜箔制备，尤其涉及一种电解铜箔及其制备设备、负极片、电池单体、电池及用电装置。

背景技术：

1、铜箔是一种极薄的铜材料，广泛应用于多个领域，如复合材料、电子材料和装饰材料等。其中，电解铜箔是一种具有广泛应用前景的新兴材料，电解铜箔广泛应用于电子工业中，如电路板、电子元件、电池等。它具有良好的导电性和导热性，可以提高电子产品的性能和稳定性。此外，电解铜箔还被用于装饰和保护金属表面。

2、电解铜箔通常采用直流电源电解的方式制得，但目前采用这种方式制得的电解铜箔的抗拉强度和延展性不高。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于：提供一种电解铜箔及其制备设备、负极片、电池单体、电池及用电装置，包括但不限于解决相关技术中采用直流电源电解的方式制得的电解铜箔的抗拉强度和延展性不高的问题。

2、本技术实施例采用的技术方案是：

3、第一方面，提供了一种电解铜箔制备设备，该电解铜箔制备设备包括脉冲电源和生箔装置，脉冲电源具有正极和负极；生箔装置包括阴极件和阳极件，阳极件构造有用于承载电镀液的镀液槽，阴极件的至少部分位于镀液槽；正极与阴极件电连接，负极与阳极件电连接；其中，脉冲电源的峰值电流范围为70ka～200ka。

4、本技术实施例的电解铜箔制备设备，在制备电解铜箔的过程中，将电镀液注入镀液槽中，且阴极件的至少部分浸入电镀液中，然后，接通脉冲电源，阴极件和阳极件通过电镀液电流导通，并且在电流的作用下，电镀液中的铜离子在阴极件上还原生成铜金属，形成电解铜箔，这样便完成了电解铜箔的制作。而在此过程中，由于采用了脉冲电源，脉冲电源的输出脉冲电流，可促使电解铜箔的晶粒生产速度增快，可促使晶粒的生产时间缩短，从而利于细化电解铜箔的晶粒，利于提高电解铜箔的抗拉强度和延伸率，也利于提高电解铜箔的质量。

5、在一个实施例中，脉冲电源的峰值电流范围为70ka～200ka。

6、通过采用本技术实施例的技术方案，脉冲电源的峰值电流范围为70ka～200ka，脉冲电源的峰值电流较大，电解铜箔的晶粒生产速度快，且晶粒的生产时间短，从而细化电解铜箔的晶粒，甚至能够达到纳米晶，进而大大提升了电解铜箔的抗拉强度和延伸率，同时，也有利于实现高质量电解铜箔的量产。

7、在一个实施例中，脉冲电源的峰值电流范围为100ka～150ka。

8、通过采用本技术实施例的技术方案，脉冲电源的峰值电流更合理，该电解铜箔制备设备制备的电解铜箔具有优异性能，且脉冲电源也容易制得，有利于实现高性能的电解铜箔的量产。

9、在一个实施例中，脉冲电源的占空比范围为1％～50％。

10、通过采用本技术实施例的技术方案，占空比范围合理，与上述的峰值电流相配合，能够较好地平衡电解铜箔的产能和性能。

11、在一个实施例中，脉冲电源的占空比范围为5％～20％。

12、通过采用本技术实施例的技术方案，脉冲电源的占空比设置更合理，与上述的峰值电流相配合，能够更好地平衡电解铜箔的产能和性能。

13、在一个实施例中，脉冲电源的脉宽范围为1ms～50ms。

14、通过采用该实施例的技术方案，脉冲电源的脉宽设置合理，可同时兼顾电解铜箔的质量和生产效率。

15、在一个实施例中，脉冲电源的脉宽范围为10ms～30ms。

16、通过采用该实施例的技术方案，脉冲电源的脉宽设置更合理，可更好地兼顾电解铜箔的质量和生产效率。

17、在一个实施例中，脉冲电源的平均电流范围为1ka～50ka。

18、通过采用该实施例的技术方案，脉冲电源的平均电流设置合理，可同时兼顾电解铜箔的质量和生产效率。

19、在一个实施例中，脉冲电源的平均电流范围为3ka～20ka。

20、通过采用该实施例的技术方案，脉冲电源的平均电流设置更合理，可更好地兼顾电解铜箔的质量和生产效率。

21、在一个实施例中，阳极件的峰值电流密度范围为181a/dm2～454a/dm2。

22、通过采用该实施例的技术方案，阳极件的峰值电流密度设置合理，可同时兼顾电解铜箔的质量和生产效率。

23、在一个实施例中，阳极件的峰值电流密度范围为200a/dm2～240a/dm2。

24、通过采用该实施例的技术方案，阳极件的峰值电流密度设置合理，可同时兼顾电解铜箔的质量和生产效率。

25、在一个实施例中，阳极件的平均电流密度范围为2a/dm2～113a/dm2。

26、通过采用该实施例的技术方案，阳极件的平均电流密度设置合理，可同时兼顾电解铜箔的质量和生产效率。

27、在一个实施例中，阳极件的平均电流密度范围为30a/dm2～80a/dm2。

28、通过采用该实施例的技术方案，阳极件的平均电流密度设置合理，可同时兼顾电解铜箔的质量和生产效率。

29、在一个实施例中，脉冲电源的输出波形为矩形波。

30、通过采用该实施例的技术方案，矩形波能够提供较高的电流密度，使得电解过程更快，从而提高电解效率。相比连续的直流电源，矩形波可以减小阳极件的极化现象，从而降低能耗；另外，矩形波可以控制电解铜箔的生长速度，避免过度生长导致的电解铜箔表面粗糙和内部缺陷。通过调整矩形波的宽度、间隔和幅度，可以实现对电解铜箔厚度的精确控制，提高电解铜箔的质量。

31、在一个实施例中，脉冲电源包括多个电池单元，多个电池单元并联。

32、通过采用该实施例的电解铜箔制备设备，脉冲电源包括多个电池单元，电池单元并联，脉冲电源的电流等于所有的电池单元的电流之和，使得脉冲电源能够输出较大的电流，实现高性能的电解铜箔的制备。

33、在一个实施例中，每个电池单元包括多个电池模块，多个电池模块并联。

34、通过采用该实施例的电解铜箔制备设备，电池单元包括多个电池模块，电池模块并联，电池单元的电流等于所有的电池模块的电流之和，使得电池单元能够输出较大的电流，脉冲电源也能够输出较大的电流，实现高性能的电解铜箔的制备。

35、在一个实施例中，电解铜箔制备设备还包括铜排，铜排电连接于脉冲电源的正极和阴极件之间。

36、通过采用该实施例的技术方案，脉冲电源的正极与阴极件之间采用铜排连接，连接方式简单，加工制作方便。

37、在一个实施例中，铜排包括镀银铜排，镀银铜排电连接于脉冲电源的正极和阴极件之间。

38、通过采用该实施例的技术方案，使用镀银铜排，可降低电流趋肤效应，减少铜排的发热，有利于提高电解铜排的质量。

39、在一个实施例中，电解铜箔制备设备还包括电镀液组分调配装置，电镀液组分调配装置用于调整电镀液中的至少部分组分的浓度。

40、通过采用该实施例的技术方案，电镀液组分调配装置至少可以将电镀液中的部分组分的浓度，调整到合适的浓度范围，提高制备的电解铜箔的性能和质量

41、在一个实施例中，电镀液组分调配装置用于根据制得电解铜箔的检测结果调整电镀液中的至少部分组分的浓度。

42、通过采用该实施例的技术方案，根据制得电解铜箔的检测结果，调节电镀液中的组分的浓度，检测和调整形成了闭环，减少误差，使得制备的电解铜箔具有更好的质量和性能。

43、在一个实施例中，电镀液组分调配装置包括第一容器和第一连接管，第一容器用于装载整平剂，第一连接管连通第一容器和镀液槽。

44、通过采用该实施例的技术方案，从电解铜箔的检测结果得出，电镀液中的整平剂需要添加时，第一容器内的整平剂可通过第一管道流入镀液槽内，以增加电镀液中整平剂的浓度，从而提高电解铜箔的质量和性能；另外，该结构简单，加工制作方便。

45、在一个实施例中，第一连接管设置有用于检测第一连接管流量的第一流量检测件。

46、通过采用该实施例的技术方案，通过第一流量检测件可准确地控制整平剂的添加量，有利于提高电解铜箔的质量和性能。

47、在一个实施例中，电镀液组分调配装置包括第二容器和第二连接管，第二容器用于装载润湿剂，第二连接管连通第二容器和镀液槽。

48、通过采用该实施例的技术方案，从电解铜箔的检测结果得出，电镀液中的润湿剂需要添加时，第二容器内的润湿剂可通过第二管道流入镀液槽内，以增加电镀液中润湿剂的浓度，从而提高电解铜箔的质量和性能；另外，该结构简单，加工制作方便。

49、在一个实施例中，第二连接管设置有用于检测第二连接管流量的第二流量检测件。

50、通过采用该实施例的技术方案，通过第二流量检测件可准确地控制润湿剂的添加量，有利于提高电解铜箔的质量和性能。

51、在一个实施例中，电镀液组分调配装置包括第三容器和第三连接管，第三容器用于装载有含有氯离子的溶液，第三连接管连通第三容器和镀液槽。

52、通过采用该实施例的技术方案，从电解铜箔的检测结果得出，电镀液中的含有氯离子的溶液需要添加时，第三容器内的含有氯离子的溶液可通过第三管道流入镀液槽内，以增加电镀液中含有氯离子的溶液的浓度，从而提高电解铜箔的质量和性能；另外，该结构简单，加工制作方便。

53、在一个实施例中，第三连接管设置有用于检测第三连接管流量的第三流量检测件。

54、通过采用该实施例的技术方案，通过第三流量检测件可准确地控制含有氯离子的溶液的添加量，有利于提高电解铜箔的质量和性能。

55、在一个实施例中，电镀液组分调配装置包括第四容器和第四连接管，第四容器用于装载光亮剂，第四连接管连通第四容器和镀液槽。

56、通过采用该实施例的技术方案，从电解铜箔的检测结果得出，电镀液中的光亮剂需要添加时，第四容器内的光亮剂可通过第四管道流入镀液槽内，以增加电镀液中光亮剂的浓度，从而提高电解铜箔的质量和性能；另外，该结构简单，加工制作方便。

57、在一个实施例中，第四连接管设置有用于检测第四连接管流量的第四流量检测件。

58、通过采用该实施例的技术方案，通过第四流量检测件可准确地控制光亮剂的添加量，有利于提高电解铜箔的质量和性能。

59、在一个实施例中，电镀液组分调配装置包括第五容器和第五连接管，第五容器用于装载硫酸铜溶液，第五连接管连通第五容器和镀液槽。

60、通过采用该实施例的技术方案，从电解铜箔的检测结果得出，电镀液中的硫酸铜溶液需要添加时，第五容器内的硫酸铜溶液可通过第五管道流入镀液槽内，以增加电镀液中硫酸铜溶液的浓度，从而提高电解铜箔的质量和性能；另外，该结构简单，加工制作方便。

61、在一个实施例中，第五连接管设置有用于检测第五连接管流量的第五流量检测件。

62、通过采用该实施例的技术方案，通过第四流量检测件可准确地控制硫酸铜溶液的添加量，有利于提高电解铜箔的质量和性能。

63、第二方面，提供了一种电解铜箔，电解铜箔采用如上述实施例所述的电解铜箔制备设备制得。

64、本技术实施例的电解铜箔，采用上述的电解铜箔制备设备制得，电解铜箔具有较高的抗拉强度和延伸率。

65、第三方面，提供了一种负极片，包括如上述实施例所述的电解铜箔。

66、本技术实施例的负极片，负极片采用上述的电解铜箔，电解铜箔具有较高的抗拉强度和延伸率，有利于后续超薄电池单体的设计开发具有很大的帮助。

67、第四方面，提供了一种电池单体，包括如上述实施例所述的负极片。

68、本技术实施例的电池单体，采用上述的负极片，对于高膨胀力电池单体，如掺硅体系电池，循环寿命及安全性有明显提升效果，可改善电池单体充放电循环后期负极片膨胀断裂问题。

69、第五方面，提供了一种电池，包括如上述实施例所述的电池单体。

70、本技术实施例的电池，采用上述的电池单体，电池单体的性能好，有利于提高电池的循环寿命及安全性。

71、第六方面，提供了一种用电装置，包括如上述实施例所述的电池。

72、本技术实施例的电池，采用上述的电池，电池的性能好安全性好，有利于提高用电装置的使用可靠性。

73、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。