發(fā)布時間：2017-07-14 19:23

  本文關鍵詞：鋰電池用低輪廓電解銅箔制備及表面處理工藝研究

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【摘要】：論文以制備適用于鋰離子電池的低輪廓超薄電解銅箔為研究目標,系統(tǒng)研究了明膠(G)、硫脲(TU)、聚丙烯酰胺(PAM)、羥乙基纖維素(HEC)等添加劑單獨添加與復合添加對銅箔性能的影響;通過試驗優(yōu)化了鍍Zn-Ni阻擋層和在Cr-Zn-Ni-H體系電化學鈍化的工藝參數(shù);研究了在160-240℃退火與自然時效對銅箔力學性能的影響,并探索了銅箔的化學拋光和電化學拋光工藝。實驗結果表明,添加劑可以有效抑制銅的電結晶過程,有利于獲得致密光滑的表面,其中添加明膠的效果最為明顯;在添加G,TU,HEC復合添加劑時,制備出的厚度為9 um的銅箔具有良好的性能,抗拉強度達370 MPa,伸長率達4.5%,表面光亮,毛面粗糙度為Rz2.2。對于厚度為9 um的電解銅箔,當采用電流密度200 A/m2,在含Zn2+-25 g/L、Ni2+-4 g/L的鍍液中沉積5-10 s時,獲得的鍍層具有良好的耐腐蝕性和高溫力學性能;而在Cr-Zn-Ni-H體系中電化學鈍化的最佳工藝為:Cr+6-1 g/L,Zn2+-1 g/L,Ni2+-6 g/L,電流密度200 A/m2,鈍化效果最好,在200℃下放置15 min都不變色。退火會明顯降低銅箔的抗拉強度,且隨保溫時間延長,強度下降越大,但伸長率有所提高;自然時效也會降低銅箔的抗拉強度,伸長率變化不明顯。采用H2SO4-H2O2-冰乙酸體系進行化學拋光時,H2SO4、H2O2、冰乙酸的含量分別是80,300,100 ml/L,并使用添加劑BTA,SDS和EDTA?2Na時銅箔的拋光效果較好,可以獲得光亮光滑的表面,毛面粗糙度約Rz 1.8-2.0,并可明顯降低銅箔光面與毛面的表面粗糙度差。當采用磷酸-乙醇體系進行電化學拋光時,在磷酸占80%(體積比)時,拋光效果最佳;在添加劑BTA,SDS,EDTA?2Na,G含量各為1.5,0.6,1,0.2-0.8 g/L時,拋光獲得的表面光亮,呈亮白色,毛面粗糙度可達到Rz1.7,與光面的粗糙度一致。
【關鍵詞】：電解銅箔 添加劑 表面處理 粗糙度 力學性能
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG178;TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 引言12
• 1.2 銅箔簡介12-14
• 1.3 電解銅箔發(fā)展歷程與趨勢14-17
• 1.3.1 世界電解銅箔發(fā)展歷程14-15
• 1.3.2 國內電解銅箔發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3.3 電解銅箔的發(fā)展趨勢16-17
• 1.4 電解銅箔原理及理論17-20
• 1.4.1 銅的電解沉積過程17-18
• 1.4.2 電解液的基本組成18-19
• 1.4.3 電解銅箔生產(chǎn)工藝19-20
• 1.5 電解銅箔表面形貌與粗糙度的研究20-24
• 1.5.1 影響電解銅箔表面形貌與粗糙度的因素20-22
• 1.5.2 電解銅箔的力學性能22-24
• 1.6 本課題研究的意義24-25
• 1.7 本課題研究的內容25-26
• 第二章 實驗原理及測試方法26-32
• 2.1 實驗原理及理論26-27
• 2.1.1 銅的電沉積原理26-27
• 2.1.2 正交試驗原理27
• 2.2 檢測方法與設備27-32
• 2.2.1 電解液的測試27-28
• 2.2.2 銅箔表面粗糙度測試28-29
• 2.2.3 銅箔力學性能測試29-30
• 2.2.4 銅箔表面形貌測試30-31
• 2.2.5 銅箔抗氧化性測試31-32
• 第三章 電解銅箔工藝及添加劑對銅箔的影響32-48
• 3.1 引言32
• 3.2 實驗材料32
• 3.3 實驗基本儀器與設備32-34
• 3.3.1 電解銅箔生箔制備設備32-33
• 3.3.2 電解銅箔生箔檢測設備33-34
• 3.4 實驗內容34-35
• 3.4.1 電流密度與電極距離對電解銅箔表面粗糙度的影響34
• 3.4.2 明膠對電解銅箔表面粗糙度的影響34
• 3.4.3 硫脲對電解銅箔表面粗糙度的影響34
• 3.4.4 聚丙烯酰胺對電解銅箔表面粗糙度的影響34
• 3.4.5 正交試驗34-35
• 3.4.6 溫度對銅箔的影響35
• 3.5 電解生箔的制備步驟35-36
• 3.6 實驗結果與討論36-47
• 3.6.1 電流密度和電極距離的影響36-37
• 3.6.2 明膠對電解銅箔的影響37-39
• 3.6.3 硫脲的影響39-40
• 3.6.4 聚丙烯酰胺對電解銅箔表面粗糙度的影響40
• 3.6.5 正交試驗結果40-44
• 3.6.6 銅箔表面形貌分析44-45
• 3.6.7 溫度對銅箔性能的影響45-47
• 3.7 本章小結47-48
• 第四章 電解銅箔表面處理工藝及性能48-57
• 4.1 引言48
• 4.2 實驗材料與內容48-50
• 4.2.1 實驗材料48
• 4.2.2 銅箔電鍍Ni-Zn合金工藝48-49
• 4.2.3 銅箔在Cr-Zn-Ni-H體系電化學鈍化工藝研究49-50
• 4.3 檢測方法50-51
• 4.4 實驗結果與討論51-55
• 4.4.1 電鍍Ni-Zn合金層對銅箔性能的影響51-54
• 4.4.2 銅箔在Cr-Zn-Ni-H體系電化學鈍化性能54-55
• 4.5 本章小結55-57
• 第五章 熱處理及自然時效對銅箔力學性能的影響57-66
• 5.1 引言57-58
• 5.2 實驗內容58-59
• 5.2.1 低溫退火處理58
• 5.2.2 長期自然時效處理58
• 5.2.3 低于室溫時效處理58-59
• 5.3 實驗結果與討論59-65
• 5.3.1 低溫退火對電解銅箔力學性能的影響59-60
• 5.3.2 自然時效對電解銅箔性能的影響60-64
• 5.3.3 低于室溫時效對電解銅箔力學性能的影響64-65
• 5.4 本章小結65-66
• 第六章 電解銅箔的化學和電化學拋光66-84
• 6.1 引言66
• 6.2 電解銅箔的化學拋光66-75
• 6.2.1 拋光液體系的選擇66-67
• 6.2.2 基礎拋光液對拋光效果的影響67-70
• 6.2.3 添加劑對拋光效果的影響70-75
• 6.3 電解銅箔的電化學拋光75
• 6.3.1 電解銅箔的電化學拋光的體系選擇75
• 6.3.2 電化學拋光的添加劑選擇75
• 6.3.3 電化學拋光工藝75
• 6.4 電化學拋光實驗結果75-82
• 6.4.1 基礎溶液配比對拋光效果的影響75-77
• 6.4.2 添加劑試驗結果77-82
• 6.5 本章小結82-84
• 結論84-86
• 參考文獻86-92
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果92-93
• 致謝93-94
• 附件94

【參考文獻】

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1 張成;張世超;蔣濤;王漢中;于金花;;泡沫銅的制備及其在鋰離子蓄電池中的應用[J];電源技術;2008年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 呂欣蕊;電沉積銅箔的工藝參數(shù)和拉伸性能研究[D];天津大學;2010年

2 張彪;高密度互連印制電路板用超低輪廓電解銅箔的研究[D];華中科技大學;2011年

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本文編號：542373