环保负极集流体防氧化液及其制备和使用方法
阅读说明：本技术 环保负极集流体防氧化液及其制备和使用方法 (Environment-friendly anti-oxidation liquid for negative current collector and preparation and use methods thereof ) 是由 曹露 束磊 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了环保负极集流体防氧化液,它包括按重量份计的以下组分：3-6份葡萄糖、5份壬基酚聚氧乙烯醚、3份十二烷基苯磺酸钠、2-4份苯骈三氮锉和1.5-2.5份单宁酸。本发明的有益效果是可以直接在现有生箔一体机使用,试生产铜箔抗氧化性能可以满足现有150℃条件下烘烤10—30min,无氧化变色。160℃条件下烘烤10—30min,箔面会出现轻微氧化变色或大面积氧化变色。铜箔表面润湿性、抗拉强度、延伸率等符合锂电铜箔要求,与铬液钝化铜箔无差异性。采用复配体系,可以部分替代现有铬液钝化体系,铜箔各项指标符合要求,同时减少铬液排放,减轻环保压力。(The invention discloses an environment-friendly anti-oxidation liquid for a negative current collector, which comprises the following components in parts by weight: 3-6 parts of glucose, 5 parts of nonylphenol polyoxyethylene ether, 3 parts of sodium dodecyl benzene sulfonate, 2-4 parts of benzo trinitrobenzene file and 1.5-2.5 parts of tannic acid. The invention has the advantages that the method can be directly used in the existing foil-producing integrated machine, and the oxidation resistance of the copper foil produced in a trial mode can meet the requirement that the copper foil is baked for 10-30 min under the existing condition of 150 ℃, and no oxidation discoloration exists. Baking at 160 deg.C for 10-30 min to obtain foil with slight oxidation discoloration or large-area oxidation discoloration. The surface wettability, tensile strength, elongation and the like of the copper foil meet the requirements of the lithium-ion battery copper foil, and have no difference with the chromium liquid passivated copper foil. The compound system is adopted, the existing chromium liquid passivation system can be partially replaced, various indexes of the copper foil meet requirements, the discharge of chromium liquid is reduced, and the environmental protection pressure is reduced.)
技术领域
本发明涉及超薄电解铜箔表面钝化处理技术，具体是为锂离子电池用超薄电解铜箔无铬钝化技术。
背景技术
近些年，国家鼓励和发展对新能源产业，推动锂离子动力电池电池的发展。锂电铜箔作为锂离子电池的负极集流体被广泛应用，市场需求量及锂电铜箔产能都在同步增加。对于锂电铜箔的品质要求越来越高，锂电铜箔箔面在高温条件下不能出现氧化变色。传统的防氧化工艺是采用表面处理，包含粗化、固化、酸洗、水洗、镀锌镍等，表面处理流程长，现有锂电铜箔主要是6μm——8μm，在表面处理连续收卷过程中容易出现起折、凹凸点、压坑等质量问题，成本率降低，成本增加。现有的生箔一体机主要采用铬液钝化，烘干后收卷，经过分切即为成品。铬防氧化液中主要含有的是六价铬，六价铬对人体危害性大，有致癌风险。由于近几年环保问题突出，铬液排放标准严格，含铬防氧化液排放，处理成本高，容易对水体及土壤带来严重的污染，一旦排放超标，给公司带来停产的风险。锂电铜箔使用厂家要求铜箔表面铬含量低，不含镍、锌等元素，镀铬防氧化工艺无法满足相关企业的使用要求，铜箔在150℃条件下烘烤超过10min会出现不同程度氧化变色，160℃条件下烘烤超过10min会出现氧化变色，高温抗氧化性能低。因此对于铜箔防氧化工艺需要朝无铬，高抗氧化性方向发展。
中国发明专利公告号CN107151809B公开了一种环保型电解铜箔无铬钝化处理液和处理方法，包括以下原料成分：植酸，硅酸钠，双氧水，硫酸，硝酸，导电盐，稳定剂，配位剂，络合剂中的至少6-8种化合物；配位剂为柠檬酸钠或酒石酸钠；络合剂为羟乙叉基二膦酸、单乙醇胺或全氟辛基磺酸钠。该钝化液需要在通电条件下进行，能耗较大。又如中国发明专利公开号CN107634228A公开了一种锂离子电池用电解铜箔无铬防氧化技术，电解铜箔原箔经阴极辊剥离后，经导辊进入低温防氧化钝化液中，在里面浸泡后经挤辊挤干，常温高压风刀吹干后直接收卷。该无铬防氧化液包含苯丙三氮唑0.2-2.0g/L、苯甲酸0.1-1.2 g/L和乙酸丙酯0.1-1.0 g/ L，余量为去离子水，但该无铬防氧化液的高温防氧化性能不佳，在150℃下烘烤30min后会出现部分或轻微氧化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的锂电铜箔表面防氧化处理工艺采用的铬防氧化液含有铬且高温抗氧化性能低，为此提供一种环保负极集流体防氧化液及其制备和使用方法。
本发明的技术方案是：环保负极集流体防氧化液，它包括按重量份计的以下组分：3-6份葡萄糖、5份壬基酚聚氧乙烯醚、3份十二烷基苯磺酸钠、2-4份苯骈三氮锉和1.5-2.5份单宁酸。
环保负极集流体防氧化液的制备方法，它包括以下步骤：将3-6份葡萄糖、5份壬基酚聚氧乙烯醚、3份十二烷基苯磺酸钠、2-4份苯骈三氮锉和1.5-2.5份单宁酸混合搅拌均匀。
环保负极集流体防氧化液的使用方法，它包括以下步骤：（1）、将未经氧化处理的8μm铜箔分切成100×100方形小块，先在稀硫酸中浸润后水洗，挤液后吹干；（2）、将水洗后的铜箔在环保负极集流体防氧化液中浸润8—10s，取出后挤出表面液体后用热风吹干。
本发明的有益效果是可以直接在现有生箔一体机使用，试生产铜箔抗氧化性能可以满足现有150℃条件下烘烤10—30min，无氧化变色。160℃条件下烘烤10—30min，箔面会出现轻微氧化变色或大面积氧化变色。铜箔表面润湿性、抗拉强度、延伸率等符合锂电铜箔要求，与铬液钝化铜箔无差异性。葡萄糖、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、苯骈三氮锉、单宁酸等采用复配体系，可以部分替代现有铬液钝化体系，铜箔各项指标符合要求，同时减少铬液排放，减轻环保压力。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1：环保负极集流体防氧化液，它包括按重量份计的以下组分：3份葡萄糖、5份壬基酚聚氧乙烯醚、3份十二烷基苯磺酸钠、2份苯骈三氮锉和1.5份单宁酸,将上述组分混合搅拌均匀。
实施例2：环保负极集流体防氧化液，它包括按重量份计的以下组分：6份葡萄糖、5份壬基酚聚氧乙烯醚、3份十二烷基苯磺酸钠、4份苯骈三氮锉和1.5份单宁酸,将上述组分混合搅拌均匀。
实施例3：环保负极集流体防氧化液，它包括按重量份计的以下组分：3份葡萄糖、5份壬基酚聚氧乙烯醚、3份十二烷基苯磺酸钠、4份苯骈三氮锉和2.5份单宁酸,将上述组分混合搅拌均匀。
将不同配比的无铬防氧化液原料分别在150℃、160℃条件下烘烤10min、20min、30min，将未经氧化处理的8μm铜箔分切成100×100方形小块，先在稀硫酸中浸润后水洗，挤液后吹干；水洗后的铜箔在环保负极集流体防氧化液中浸润8—10s，取出后挤出表面液体后用热风吹干，记录铜箔毛面、光面变化情况，数据见下表：
表1
从上表可见，经过葡萄糖、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、苯骈三氮锉和单宁酸的复配，得到的防氧化液在150℃和160℃下具有良好的抗氧化性。
目前电解铜箔一体机自带防氧化系统，铜箔从阴极辊剥离，经过铬液通电钝化，烘干后收卷。改进后的无铬防氧化工艺可以直接在现有设备中使用，无需通电，铜箔在无铬钝化液中经过，经过挤液、烘干，然后在收卷辊收卷。
无铬钝化液按照实验10、11、12的配比进行配制，按照生产工艺进行试生产，钝化后的铜箔在150℃、160℃条件下烘烤10——30min。
表2
从表2可以看出，本发明的环保负极集流体防氧化液可以直接在现有生箔一体机使用，试生产铜箔抗氧化性能可以满足现有150℃条件下烘烤10—30min，无氧化变色。160℃条件下烘烤10—30min，箔面会出现轻微氧化变色或大面积氧化变色。铜箔表面润湿性、抗拉强度、延伸率等符合锂电铜箔要求，与铬液钝化铜箔无差异性。葡萄糖、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、苯骈三氮锉、单宁酸等采用复配体系，可以部分替代现有铬液钝化体系，铜箔各项指标符合要求，同时减少铬液排放，减轻环保压力。