花園新能源公司與浙江大學(xué)合作研究成果

發(fā)表在應(yīng)用電化學(xué)領(lǐng)域國際知名期刊

近日，花園新能源公司與浙江大學(xué)合作研究成果“銅箔性能穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果”發(fā)表在應(yīng)用電化學(xué)領(lǐng)域國際知名期刊《Journal of Applied Electrochemistry》。前期，雙方對電解銅箔中添加劑的共同作用機(jī)制及對銅箔性能的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)雙添加劑共同作用時，能在更大濃度范圍內(nèi)維持銅箔性能的穩(wěn)定，顯著拓寬了電解銅箔生產(chǎn)工藝窗口。

據(jù)介紹，銅箔的表面粗糙度和機(jī)械強(qiáng)度是其在鋰離子電池、印刷線路板等下游應(yīng)用中的重要性能指標(biāo)。電解銅箔成卷的生產(chǎn)方式和出貨方式要求同卷內(nèi)任意部位銅箔具有相近的性能，以確保后續(xù)應(yīng)用的穩(wěn)定性，因此在長時間的電鍍生產(chǎn)過程中保持銅箔性能的穩(wěn)定具有重要意義。電解銅箔的性能會受到鍍液中添加劑濃度的影響，而生產(chǎn)中添加劑濃度往往在一定范圍內(nèi)波動難以保持在一個固定值，成為困擾電解銅箔行業(yè)的共性問題。

浙江大學(xué)—花園新能源高性能銅箔聯(lián)合研發(fā)中心圍繞上述行業(yè)難題展開基礎(chǔ)研究。研究團(tuán)隊(duì)從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，認(rèn)為關(guān)鍵問題是如何在添加劑濃度發(fā)生波動時，仍保持銅箔性能相近。基于該認(rèn)識，研究團(tuán)隊(duì)以銅箔生產(chǎn)對性能穩(wěn)定性的特殊要求為主要目的，對電解銅箔中常用的多種添加劑進(jìn)行雙組分作用的研究，發(fā)現(xiàn)HEC和SPS的加入能有效擴(kuò)大BSI保持性能穩(wěn)定的濃度范圍，即在HEC或者SPS存在條件下，BSI濃度波動對銅箔的影響顯著減小。銅箔的表面粗糙度和抗拉強(qiáng)度隨BSI濃度的變化情況由數(shù)據(jù)的極差、標(biāo)準(zhǔn)差以及統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)方法進(jìn)行量化判定。雙添加劑對銅箔結(jié)構(gòu)和性能的作用來源于不同添加劑的不同吸附行為，不同吸附作用之間的競爭關(guān)系減弱了由BSI濃度變化引起的電沉積銅反應(yīng)的變化。雙組分添加劑條件下由于(220)晶面織構(gòu)系數(shù)較高并且隨BSI濃度變化基本不變，使銅箔表面的晶粒形貌均勻，因此銅箔的表面粗糙度和抗拉強(qiáng)度均能穩(wěn)定在要求范圍內(nèi)。

上述工作明確了雙組分添加劑有助于擴(kuò)大其中單種添加劑的實(shí)際可用濃度范圍，提高銅箔產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性。該研究結(jié)果對于降低生產(chǎn)成本，提高電解銅箔產(chǎn)品良品率和生產(chǎn)效率具有重要意義。去年4月，花園新能源公司已與浙江大學(xué)聯(lián)姻，共同成立聯(lián)合研發(fā)中心推進(jìn)技術(shù)合作，以增強(qiáng)高性能銅箔產(chǎn)品創(chuàng)新能力和競爭力，目前“浙江省花園新能源高性能銅箔高新技術(shù)企業(yè)研究開發(fā)中心”被認(rèn)定為省級高新技術(shù)企業(yè)研究開發(fā)中心。

作為花園集團(tuán)新能源產(chǎn)業(yè)的新興企業(yè)，花園新能源公司緊緊抓住市場機(jī)遇，進(jìn)軍鋰電池及電子電路急需的銅箔行業(yè)，已成為國家高新技術(shù)企業(yè)并完成股份制改造，成為東陽市首家省級“無廢工廠”，其省重大產(chǎn)業(yè)龍頭項(xiàng)目——總投資45億元的年產(chǎn)5萬噸高性能銅箔項(xiàng)目是東陽市多年來工業(yè)實(shí)體經(jīng)濟(jì)投資最大的項(xiàng)目之一，一期項(xiàng)目于2019年建成投產(chǎn)并填補(bǔ)了該領(lǐng)域浙江省內(nèi)空白，為新能源汽車和5G通信提供重要的關(guān)鍵材料。其中，6微米鋰電銅箔產(chǎn)品試產(chǎn)成功，開發(fā)周期刷新國內(nèi)同行業(yè)最短紀(jì)錄，標(biāo)志著企業(yè)正式跨入全球屈指可數(shù)的6微米鋰電銅箔生產(chǎn)企業(yè)行列，還順利通過IATF16949:2016質(zhì)量管理體系認(rèn)證，鋰電池用銅箔產(chǎn)品進(jìn)入國際汽車市場。