CN111962108A - 一种铜电镀液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电镀液技术领域，具体涉及一种铜电镀液，其包括硫酸铜40‑150g/L、硫酸50‑180g/L、氯离子40‑100ppm、光亮剂0.1‑0.6ml/L和整平剂1‑20ml/L，余量为水。采用该电镀液在基材上面镀铜时，其断裂延伸率有较大提升。

Description

一种铜电镀液

技术领域

本发明涉及电镀液技术领域，具体涉及一种铜电镀液。

背景技术

由于现代通讯技术的发展，现代人对于移动设备的依赖越来越高，而想要手中的电子设备能长时间的陪伴我们，不得不依赖于电池的各种性能，如充放电倍率和能量密度等，为此，人们开发出了各种各样的电池，如镍镉电池，镍氢电池和锂离子电池，其中锂离子电池由于其安全性能高，比能量大，自放电小等优点，越来越成为人们的第一选择。

锂离子电池结构主要包括正极片、负极片、隔膜和电解液，负极片是由表面镀有铜层的集流体以及活性材料和粘结剂组成，其生产过程主要是将活性材料混合粘结剂涂敷在集流体上，经过烘干，碾压等步骤制成，负极集流体如果由于断裂延伸率不足，在涂布组装过程中，负极集流体往往会发生断裂，这样不仅极大的浪费了资源，而且在电池组装的过程中由于未及时发现其已经断裂，造成出货到客户手中使用时发生危险。

众所周知的是负极集流体包括基材和镀覆在基材上面的铜层，因此负极集流体的断裂延伸率的大小主要取决于铜层的性质，从微观层面讲，断裂延伸率低主要是因为铜层中的铜原子之间相距不够紧密以及大小分布不够规则，而采用现有技术中的镀铜液，其断裂延伸率性能又不够高。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种铜电镀液，采用该电镀液在基材上面镀铜时，其断裂延伸率有较大提升。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种铜电镀液，其包括硫酸铜40-150g/L、硫酸50-180g/L、氯离子40-100ppm、光亮剂0.1-0.6ml/L和整平剂1-20ml/L，余量为水。优选的，所述硫酸铜为60-100g/L,硫酸为80-120g/L，氯离子为50-80ppm,光亮剂为0.1-0.3ml/L,整平剂3-15ml/L。

本发明通过采用硫酸铜、硫酸、氯离子、光亮剂和整平剂进行混合，并严格控制各试剂的添加配比，使各试剂组分在功能上相互支持，进而使本发明的镀铜液相对于传统镀液在薄膜基材上面镀铜时，铜原子在薄膜基材上面的结晶更致密，排布更加规则，将其镀覆于薄膜上时，可以有效提高薄膜基材的断裂延伸率。

其中，所述光亮剂包括硫酸锰、聚二硫二丙烷磺酸钠和水。

其中，所述光亮剂中硫酸锰为0.1-0.5g/L,聚二硫二丙烷磺酸钠为5-20ppm,余量为水。优选的，所述光亮剂中硫酸锰为0.2g/L,聚二硫二丙烷磺酸钠为10ppm。采用硫酸锰和聚二硫二丙烷磺酸钠进行混合，并严格控制各试剂的添加量，不仅有利于提高电镀后的镀层的光泽感，还有利于提高镀层的整体强度。

其中，所述整平剂包括聚乙二醇、2-巯基苯骈咪唑和水。

其中，所述整平剂中2-巯基苯骈咪唑为10-150ppm，聚乙二醇为0.1-1g/L,余量为水。优选的，所述整平剂中聚乙二醇为0.4g/L，2-巯基苯骈咪唑为20-100ppm。通过采用2-巯基苯骈咪唑和聚乙二醇进行混合并严格控制两者之间的添加量，不仅有利于提高电镀层表面平整度，且有利于提高镀层的整体强度。

其中，所述铜电镀液的PH值为1.5-2.5。优选的，所述铜电镀液的PH值为2.1。

本发明的有益效果在于：

本发明通过采用硫酸铜、硫酸、氯离子、光亮剂和整平剂进行混合，并严格控制各试剂的添加配比，使各试剂组分在功能上相互支持，进而使本发明的镀铜液相对于传统镀液在薄膜基材上面镀铜时，铜原子在薄膜上面的结晶更致密，排布更加规则，将其镀覆于薄膜上时，可以有效提高薄膜基材的断裂延伸率。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

一种铜电镀液，其包括硫酸铜80g/L、硫酸100g/L、氯离子65ppm、光亮剂0.2ml/L和整平剂9ml/L，余量为水。

其中，所述光亮剂为由0.2g/L的硫酸锰、10ppm的聚二硫二丙烷磺酸钠和余量水组成的混合液体。

其中，所述整平剂为由0.4g/L的聚乙二醇、60ppm的2-巯基苯骈咪唑和余量水组成的混合液体。

其中，所述铜电镀液的PH值为2.1。

实施例2

一种铜电镀液，其包括硫酸铜40g/L、硫酸50g/L、氯离子40ppm、光亮剂0.1ml/L和整平剂1ml/L，余量为水。

其中，所述光亮剂为由0.1g/L的硫酸锰、5ppm聚二硫二丙烷磺酸钠和余量水组成的混合液体。

其中，所述整平剂为由0.1g/L的聚乙二醇、10ppm的2-巯基苯骈咪唑和余量水组成的混合液体。

其中，所述铜电镀液的PH值为1.5。

实施例3

一种铜电镀液，其包括硫酸铜150g/L、硫酸180g/L、氯离子100ppm、光亮剂0.6ml/L和整平剂20ml/L，余量为水。

其中，所述光亮剂为由0.5g/L的硫酸锰、20ppm的聚二硫二丙烷磺酸钠和余量水组成的混合液体。

其中，所述整平剂为由1g/L的聚乙二醇、150ppm的2-巯基苯骈咪唑和余量水组成的混合液体。

其中，所述铜电镀液的PH值为2.5。

实施例4

一种铜电镀液，其包括硫酸铜95g/L、硫酸115g/L、氯离子70ppm、光亮剂0.35ml/L和整平剂10ml/L，余量为水。

其中，所述光亮剂为由0.3g/L的硫酸锰、12.5ppm的聚二硫二丙烷磺酸钠和余量水组成的混合液体。

其中，所述整平剂为由0.5g/L的聚乙二醇、80ppm的2-巯基苯骈咪唑和余量水组成的混合液体。

其中，所述铜电镀液的PH值为2。

性能测试

样品制备：

1、分别取由实施例1-4的铜电镀液所制备而成的集流体，将制成的集流体裁切成长50mm,宽15mm的样品作为实验组，并将实验组的样品分别标记为实验品1、实验品2、实验品3和实验品4，每组实验品包含10个样品，对各组实验品进行断裂延伸率测试，每组测试结果最后取平均值，测试结果如表1所示；

2、采用无氰电镀铜液在与步骤1相同的环境下制备集流体，并将制得的集流体裁切成长50mm,宽15mm的样品作为对照组，将样品分为四组，每组10个样品，分别标记为对照品1、对照品2、对照品3和对照品4，然后对各组对照品进行断裂延伸率测试，每组测试结果最后取平均值，测试结果如表2所示；

其中，所述无氰电镀铜液由下述成分按质量百分配比为：硫酸铜180g/L,硫酸50g/L，氯化物120PPM，填平剂0.4mL/L，光亮剂7g/L，络合剂5g/L,以及余量水，PH值控制在8.5。所述填平剂为聚乙二醇，所述光亮剂为硫酸锰。络合剂为丁二酸钠。氯化物为氯化钠。

表1实验组的实验结果表

实验组	宽幅方向	长度方向
			实验品1	7.456	4.877
实验品2	7.020	5.192
			实验品3	6.261	4.740
实验品4	6.380	5.368
			平均	6.779	5.044

表2对照组的实验结果表

对照组	宽幅方向	长度方向
			对照品1	5.374	3.779
对照品2	5.017	3.576
			对照品3	5.545	3.431
对照品4	5.346	3.742
			平均	5.321	3.632

对比表1和表2，采用本发明的铜电镀液所制得的集流体其断裂延伸率更高，因此采用本发明的铜电镀液更有利于提高基材的断裂延伸率。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铜电镀液，其特征在于：包括硫酸铜40-150g/L、硫酸50-180g/L、氯离子40-100ppm、光亮剂0.1-0.6ml/L和整平剂1-20ml/L，余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种铜电镀液，其特征在于：所述硫酸铜为60-100g/L,硫酸为80-120g/L，氯离子为50-80ppm,光亮剂为0.1-0.3ml/L,整平剂3-15ml/L。

3.根据权利要求1所述的一种铜电镀液，其特征在于：所述光亮剂包括硫酸锰、聚二硫二丙烷磺酸钠和水。

4.根据权利要求3所述的一种铜电镀液，其特征在于：所述光亮剂中硫酸锰为0.1-0.5g/L,聚二硫二丙烷磺酸钠为5-20ppm,余量为水。

5.根据权利要求4所述的一种铜电镀液，其特征在于：所述光亮剂中硫酸锰为0.2g/L,聚二硫二丙烷磺酸钠为10ppm。

6.根据权利要求1所述的一种铜电镀液，其特征在于：所述整平剂包括聚乙二醇、2-巯基苯骈咪唑和水。

7.根据权利要求6所述的一种铜电镀液，其特征在于：所述整平剂中2-巯基苯骈咪唑为10-150ppm，聚乙二醇为0.1-1g/L,余量为水。

8.根据权利要求7所述的一种铜电镀液，其特征在于：所述整平剂中聚乙二醇为0.4g/L，2-巯基苯骈咪唑为20-100ppm。

9.根据权利要求1所述的一种铜电镀液，其特征在于：所述铜电镀液的PH值为1.5-2.5。

10.根据权利要求9所述的一种铜电镀液，其特征在于：所述铜电镀液的PH值为2.1。