健那绿及其复合添加剂作用电解铜箔组织性能研究OA
目的电解铜箔作为锂离子电池负极集流体与印制线路板的导体材料,其力学性能和表面质量直接受电解液添加剂影响。方法开发了一种含健那绿复合添加剂体系,采用直流电沉积制备低轮廓锂电铜箔,提升抗拉强度,满足锂电池对高力学性能的需求。结果实验通过分子能级计算,结合LSV、SEM、CLSM、XRD、EBSD分析以及力学拉伸测试,研究健那绿(JGB)作用电沉积铜箔组织结构。添加Cl-使单一JGB的去极化行为整体转变为协同作用的极化行为,初始沉积电位由-0.22 V负移至-0.25 V。由于JGB的分子轨道能级差ΔE仅1.14 eV,电子结构容易发生轨道相互作用,表现出更强的强配位与界面吸附能力,阻碍Cu^(2+)还原,进而抑制铜快速沉积。加入1 mg/L的JGB时,铜箔表面粗糙度降低至1.25μm,衍射峰呈晶面(220)择优取向的织构Tc为81.10%。添加硫脲(TU),初始沉积电位进一步负移至-0.27 V,TU分子含—NH2和C==S基团,发生Cu^(2+)配位,与JGB产生电化学拮抗协同作用,增强阴极极化。TU的分子轨道能级差ΔE大至6.02 eV,主要表现在分子中具有孤对电子的硫原子上,优先吸附在铜沉积表面的高能活性位点,促使铜箔平整沉积,降低表面粗糙度。此外电结晶的晶体结构转变为致密的晶面(111)取向生长,并形成细晶强化机制。结论最终实现VMS+Cl^(-)+JGB+TU体系获得粗糙度1.17μm、晶粒尺寸0.56μm、抗拉强度607 MPa、延伸率2.10%的高性能铜箔。
刘家良;李永乐;廖洁娜;张云朋;刘俊;黄剑;齐亮;杨红光;齐素杰;樊小伟
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通用工业技术
添加剂阴极极化晶面取向粗糙度抗拉强度
《表面技术》 2026 (14)
P.224-233,10
江西省科技计划项目(20244BBG73006,20244BDD40005,20252BCE310021)赣南实验室科技项目(2025GNZD002)九江市科技计划项目(ZD2025001437)。
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