PCB廢液回收的硫酸銅在電解制備銅箔中的應(yīng)用、電解液的原料組合物、電解液及其制備方法、銅箔及其制備方法和應(yīng)用

本發(fā)明涉及一種pcb廢液回收的硫酸銅在電解制備銅箔中的應(yīng)用、電解液的原料組合物、電解液及其制備方法、銅箔及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、銅箔是一種重要的鋰離子電池負(fù)極集電材料。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速崛起和科技發(fā)展帶來的產(chǎn)業(yè)升級，鋰離子電池正朝著更小尺寸、更高能量密度的方向發(fā)展。對銅箔的需求日益突出，力學(xué)性能是判斷銅箔性能的重要指標(biāo)。因此，銅箔機械性能和適當(dāng)?shù)拇植诙葘ω?fù)極和電池性能有重要影響。

2、目前，電解銅箔一般用硫酸銅電解液進(jìn)行電沉積制備，但對電鍍級硫酸銅的要求非常高，不僅要品質(zhì)好，而且純度要在99.9％以上。然而，傳統(tǒng)的生產(chǎn)電鍍級硫酸銅的原料來源單一，方法條件苛刻、生產(chǎn)成本高、污染嚴(yán)重，對于人力物力造成不必要的浪費，對于資源的利用也不充足。

3、銅箔在印制電路板(pcb)主要起互連導(dǎo)通、絕緣和支撐的作用，對電路中信號的傳輸速度、能量損失和特性阻抗等有很大的影響。pcb生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生了大量的酸性蝕刻廢液，這些廢液的銅含量很高，為生產(chǎn)銅箔提供了很好的來源。

4、因此，亟待提供一種緊密貼合碳中和、碳循環(huán)、零排放理念的硫酸銅電解制備銅箔的方法，有效減少環(huán)境污染，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的雙贏，推動綠色生活、生產(chǎn)，實現(xiàn)全社會綠色發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的電解銅箔硫酸銅原料來源單一，硫酸銅純度要求過高，電解銅箔方法條件苛刻、生產(chǎn)成本高、污染嚴(yán)重等問題，提供一種pcb廢液回收的硫酸銅在電解制備銅箔中的應(yīng)用、電解液的原料組合物、電解液及其制備方法、銅箔及其制備方法和應(yīng)用。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種pcb廢液回收的硫酸銅在電解制備銅箔中的應(yīng)用。

3、本發(fā)明第二方面提供一種制備銅箔用電解液的原料組合物，該原料組合物包括：pcb廢液回收的硫酸銅、硫的含氧酸源、含氯化合物源、添加劑a、醇硫基丙烷磺酸鈉、膠原蛋白和吸附劑；

4、所述添加劑a包括：n,n二甲基二硫代羰基丙烷磺酸鈉、2-巰基-5-苯并咪唑磺酸鈉二水合物、3-(苯并噻唑-2-巰基)丙烷磺酸鈉、3-硫-異硫脲丙基磺酸。

5、本發(fā)明第三方面提供一種制備銅箔用電解液，該電解液為本發(fā)明所述原料組合物的原料在溶劑存在下混合接觸、分離固體物質(zhì)獲得的溶液。

6、本發(fā)明第四方面提供一種本發(fā)明所述電解液的制備方法，該方法包括：

7、(1)在溶劑存在下，將pcb廢液回收的硫酸銅和硫的含氧酸源混合得到酸性硫酸銅溶液；

8、(2)將吸附劑加入到上述酸性硫酸銅溶液中，吸附后進(jìn)行固液分離，再向濾液中加入含氯化合物源，混合得到含cl-的酸性硫酸銅溶液；

9、(3)將添加劑a、膠原蛋白和醇硫基丙烷磺酸鈉加入到所述含cl-的酸性硫酸銅溶液中混合。

10、本發(fā)明第五方面提供一種制備銅箔的方法，該方法包括：

11、i)按照本發(fā)明所述的方法制備電解液；

12、ii)將所述電解液采用直流電進(jìn)行電沉積得到銅箔。

13、本發(fā)明第六方面提供一種本發(fā)明所述的制備方法得到的銅箔，所述銅箔的厚度為5-6μm；所述銅箔毛面粗糙度ra值≤0.1μm，rz值≤1.0μm；所述銅箔常溫抗拉強度≥400mpa，延伸率≥3％。

14、本發(fā)明第七方面提供一種所述銅箔在鋰電池中作為電極集流體的應(yīng)用。

15、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有的有益技術(shù)效果如下：

16、(1)本發(fā)明提供一種pcb廢液回收的硫酸銅在電解制備銅箔中的應(yīng)用，為電解銅箔硫酸銅原料來源提供了新的方向，并且證明降低硫酸銅純度制備銅箔是可行的，提出一種pcb廢液資源化綜合利用的途徑，減少資源消耗，踐行碳循環(huán)理念。

17、(2)本發(fā)明在直流電沉積的條件下，通過電解液特定組分之間的協(xié)同作用，得到的銅箔不僅厚度薄，且力學(xué)性能和粗糙度良好。

18、(3)本發(fā)明通過pcb廢液回收的硫酸銅制備的銅箔，表面光亮，無雜質(zhì)和異物；銅箔的厚度為5-6μm；銅箔毛面粗糙度ra值≤0.1μm，rz值≤1.0μm；銅箔常溫抗拉強度≥400mpa，延伸率≥3％；銅箔常溫下保持270天以上不氧化變色，高溫180℃，30min下不氧化變色，惡劣環(huán)境35℃、90％rh濕度下保持90天以上不氧化變色。

技術(shù)特征：

1.一種pcb廢液回收的硫酸銅在電解制備銅箔中的應(yīng)用。

2.一種制備銅箔用電解液的原料組合物，其特征在于，該原料組合物包括：pcb廢液回收的硫酸銅、硫的含氧酸源、含氯化合物源、添加劑a、醇硫基丙烷磺酸鈉、膠原蛋白和吸附劑；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原料組合物，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的原料組合物，其中，

5.一種制備銅箔用電解液，其特征在于，該電解液為權(quán)利要求2-4中任意一項所述原料組合物的原料在溶劑存在下混合接觸、分離固體物質(zhì)獲得的溶液；

6.一種權(quán)利要求5所述電解液的制備方法，其特征在于，該方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其中，步驟(2)中，吸附時間為6-15h，優(yōu)選為8-10h。

8.一種制備銅箔的方法，其特征在于，該方法包括：

9.一種利用權(quán)利要求8所述的制備方法得到的銅箔，其特征在于，

10.一種權(quán)利要求9所述銅箔在鋰電池中作為電極集流體的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種PCB廢液回收的硫酸銅在電解制備銅箔中的應(yīng)用、電解液的原料組合物、電解液及其制備方法、銅箔及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明為電解銅箔硫酸銅原料來源提供了新的方向，并且證明降低硫酸銅純度制備銅箔是可行的，提出一種PCB廢液資源化綜合利用的途徑，減少資源消耗，踐行碳循環(huán)理念；本發(fā)明在直流電沉積的條件下，通過電解液特定組分之間的協(xié)同作用，得到的銅箔不僅厚度薄，且力學(xué)性能和粗糙度良好；本發(fā)明制備的銅箔表面光亮，無雜質(zhì)和異物，銅箔毛面粗糙度Ra值≤0.1μm，Rz值≤1.0μm，銅箔常溫抗拉強度≥400MPa，延伸率≥3％，銅箔常溫下保持270天以上不氧化變色，高溫180℃，30min下不氧化變色，惡劣環(huán)境35℃、90％RH濕度下保持90天以上不氧化變色。

技術(shù)研發(fā)人員：唐云志,趙嫚,樊小偉,劉偉飛,譚育慧
受保護的技術(shù)使用者：江西理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/31