电解液硫酸质量浓度对铜粉性能的影响及生长机制分析

作者：吴娜; 韩山玉; 张春霞; 安娟^*; 夏文堂; 刘扬; 梁佳; 龙刚武

来源：材料科学与工艺, 2023, 1-7.

• 电沉积法
• 树枝状铜粉
• 酸浓度
• 松装密度
• 形貌

具有树枝状结构的超轻铜粉表现出优良的导电性，是制备高端电碳材料不可或缺的关键基础材料，然而其树枝状结构形成过程难以控制，进而限制了树枝状铜粉的广泛应用。本文采用电化学沉积法，以CuSO4+H2SO4电解液体系，在(40±2))℃条件下制得了微米级超轻树枝状铜粉，研究了超轻铜粉枝晶生长过程以及硫酸质量浓度对其性能的影响。通过SEM、粒度仪、松装密度仪对铜粉进行表征，结果表明：电解液硫酸质量浓度与树枝状发达程度、平均粒度、松装密度呈负相关的关系，与电解能耗呈正相关的关系；同时，氢气的析出对铜粉形成枝晶状结构和阴极表面扩散层的厚度均有重要影响；铜粉的松装密度随电解液硫酸质量浓度增大而降低，在硫酸质量浓度为140 g/L时，电流效率为80.72%，能耗为1238.6 (kW·h)/t，且铜粉松装密度较小，其值为0.6204 g/cm3。电沉积树枝状铜粉的枝晶生长主要经历3个阶段：形核生长及扩大-粒子聚集-枝晶生长。

• 单位
  重庆科技学院; 化学化工学院