電解銅箔雙面同步粗化的方法及設備的製作方法
2023-07-07 01:00:41
專利名稱：電解銅箔雙面同步粗化的方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電解銅箔粗化方法，尤其涉及電解銅箔雙面同步粗化的方法，本發明還涉及電解銅箔雙面同步粗化的設備，屬於電解銅箔技術領域。
背景技術：
鋰離子動力電池用雙面粗化電解銅箔與覆銅板用電解銅箔相比，各項銅箔性能指標相差甚大，鋰離子動力電池用雙面粗化電解銅箔機械測量厚度< 12微米、光面和毛面晶體結構緻密均勻、光毛面輪廓粗糙度 5%、 抗拉強度> 400N/mm2等特性。雙面粗化電解銅箔在與負極材料黏貼時，接觸面積成倍增長， 能夠降低負極集流體與負極材料之間的接觸電阻，提高雙面粗化電解銅箔表面與漿料的結合力，提高鋰離子動力電池的體積容量，用雙面粗化電解銅箔製成的負極集流體具有良好的耐冷熱膨脹性能，可以明顯提高鋰離子動力電池的充放電循環次數，延長電池的使用壽命。目前雙面粗化電解銅箔表面生產使用的設備的陽極如圖1所示，陽極分布在槽體兩側，槽體內液體的溶液流動分布如圖2所示，先處理銅箔的光面，再反過來二次處理銅箔毛面的生產工藝，但這樣生產成本大，能耗高，給生產廠家帶來諸多問題。
發明內容
針對上述問題，本發明提供一種電解銅箔雙面同步粗化的方法，銅箔經過粗化槽和固化槽時光面和毛面均有電解液流過，一次同步完成銅箔光面和毛面的電鍍處理。本發明的前一個技術方案是提供一種電解銅箔雙面同步粗化的方法，是在所述的電解銅箔經過粗化槽和固化槽時，在光面和毛面均設置有對應的陽極板，並讓電解液從電解銅箔和陽極板間流過，一次同步完成電解銅箔的光面和毛面電鍍沉銅處理。進一步的，上述的電解銅箔雙面同步粗化的方法，其中，所述的粗化槽電解硫酸銅溶液的工藝控制溶液中銅含量18 25g/L，溶液中酸含量130 140g/L，溫度32 38°C。進一步的，上述的電解銅箔雙面同步粗化的方法，其中，所述的固化槽電解硫酸銅溶液的工藝控制溶液中銅含量50 60g/L，溶液中酸含量100 110g/L，溫度40 50°C。本發明的後一個技術方案是提供一種電解銅箔雙面同步粗化所使用的設備，包括，酸洗槽、粗化槽、固化槽、水洗槽和防氧化槽，其中，粗化槽和固化槽內的電鍍陽極板分布在槽體的中間及前側。上述的電解銅箔雙面同步粗化所使用的設備，其中，所述的粗化槽和固化槽內，在距離液中輥上端IOcm的位置上設有第三電解液進液管。上述的電解銅箔雙面同步粗化所使用的設備，其中，所述進液管為PVC液管。進一步的，上述的電解銅箔雙面同步粗化所使用的設備，其中，所述的陽極板為鈦陽極板。本發明所提供的方法和設備所生產的產品主要技術指標光面和毛面結構基本一致，雙面粗化電解銅箔表面輪廓均勻細緻，高延伸率與高抗拉強度，厚度均勻性良好，雙面粗化電解銅箔機械測量厚度< 12微米。與碳漿材料黏貼牢固，可降低負極集流體與負極材料之間的接觸電阻，大幅度提高鋰離子動力電池的體積容量比。使用高性能雙面粗化電解銅箔組成的負極集流體具有良好的耐冷熱膨脹性能，在充放電時不易產生斷裂，可以明顯提高鋰離子動力電池的充放電循環次數，延長電池的使用壽命。與現有技術相比，本發明所提供的電解銅箔雙面同步粗化的方法及其使用的設備，一次同步完成銅箔光面和毛面的電鍍處理，提高生產效率，降低能耗。
圖1是現有技術銅箔表面處理設備示意圖； 圖2是現有技術表面處理板溶液流動示意圖3是本發明具體實施1銅箔表面處理設備示意圖； 圖4是本發明具體實施1溶液流動示意圖。其中銅箔1、酸洗槽2、粗化槽3、固化槽4、水洗槽5、防氧化槽6、烘乾箱7、陽極板8、第一進液管9、第二進液管10、第三進液管11。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的描述，但不構成對本發明的任何限制。參閱圖3、圖4所示，一種電解銅箔雙面同步粗化的方法的設備，包括酸洗槽2、粗化槽3、固化槽4、水洗槽5和防氧化槽6。其中，粗化槽3和固化槽4的底部分別設有第一電解液PVC進液管9、第二電解液PVC進液管10，在距離液中輥上端IOcm的位置上設有第三電解液PVC進液管11，用以改變粗化槽和固化槽體溶液的流動結構，保證粗化溶液和固化溶液的流量工藝要求，使得銅箔產品表面電鍍結晶的均勻一致性；在粗化槽3和固化槽4 中間及前側分別設有鈦陽極板8，銅箔經過粗化槽3和固化槽4時，中間鈦陽極板和前端鈦陽極板同時通電，就可完成同步生產。具體使用時，將銅箔1首先經過酸洗槽2清洗、去除銅箔表面的氧化物，並對表面進行浸蝕，然後將處理過的銅箔1放入粗化槽3中，粗化槽3內的第一進液管9、第二進液管 10、第三進液管11同時流出電解液，使得銅箔1的光面和毛面均有電解液流過，再給中間陽極板8和前端鈦陽極板8同時通電，一次同步完成銅箔1光面和毛面的電鍍處理；再使粗化處理過的銅箔1置入固化槽4中，固化槽4內的第一進液管9、第二進液管10、第三進液管 11同時流出電解液，使得銅箔1的光面和毛面均有電解液流過，再給中間陽極板8和前端鈦陽極板8同時通電，一次同步完成銅箔1光面和毛面的電鍍處理，粗化瘤體被正常的銅鍍層所包圍及加固，粗化層與銅箔1基體結合牢固，形成最終的粗化層；再將固化後的銅箔1經過水洗槽5水洗以清除表面附帶的電解液，放入防氧化槽6進行防氧化處理，有利於進一步提高銅箔與基材結合力，最後放入烘乾箱7進行烘乾除銅箔表面的水分，防止殘留水分對銅箔的危害。各個粗化處理和固化處理的工藝條件為
1、粗化槽電解硫酸銅溶液的工藝控制溶液中銅含量18 25g/L，溶液中酸含量 130 140g/L，溫度 32 38°C。
2、固化槽電解硫酸銅溶液的工藝控制溶液中銅含量50 60g/L，溶液中酸含量 100 110g/L，溫度 40 50"C。3、電鍍用陽極板技術要求採用鈦陽極板，電流密度在6000 7000A/m2，高性能的陽極板保證在高溫度、高硫酸濃度、高電流密度的條件下穩定生產。4、粗化槽和固化槽的溶液流量要求20m3/h，通過高性能耐腐蝕供液泵進行變頻控制，達到流量的穩定。5、銅箔表面處理設備採用變頻同步控制，銅箔在生產運行過程中不會起皺。槽體各分段張力同步穩定，達到減少銅箔在線運行的磨擦，保證銅箔表面的晶體結構不會受到磨擦破壞。6、直流電流設備採用可控矽整流櫃的大功率直流輸出裝置，其輸出的直流電壓和直流電流是通過電腦編程調節操作。採用上述方法和設備所生產的銅箔，雙面粗化電解銅箔機械測量厚度 5%，抗拉強度彡400N/mm2，粗糙度< 2. 5微米，使用高性能雙面粗化電解銅箔組成的負極集流體具有良好的耐冷熱膨脹性能，在充放電時不易產生斷裂，可以明顯提高鋰離子動力電池的充放電循環次數，延長電池的使用壽命。採用本發明電解銅箔雙面同步粗化的方法及其設備，一次同步完成銅箔光面和毛面的電鍍處理。雙面粗化電解銅箔表面處理所使用的設備和處理工藝能耗比較 1、進行雙面粗化電解銅箔表面處理過程中使用的設備分別為
1)、粗化槽供液泵1臺llkW;
2)、固化槽供液泵1臺llkw;
3)、防氧化槽供液泵1臺7.5kw；
4)、水洗槽供水泵1臺3kw；
5)、銅箔烘乾箱加熱管10支20kw；
6)、表面處理機放卷電機1臺3.7kw ；
7)、表面處理機收卷電機1臺3.7kw ；
8)、表面處理機槽體電機6臺，每臺2.2kw 共13. 2kw ；
9)、抽風風櫃電機1臺15kw；
10)、抽風淨化水泵1臺5.5kw ；
11)、整流櫃1套200kw;
12)、車間送風風櫃電機1臺:20kw； 合計總功率313. 6kw。2、以每分鐘20米的生產速度進行雙面粗化電解銅箔表面處理工藝能耗比較(以 IOOOkg 為例)
1)、時間比較
①原工藝第一次處理光面所需時間為7. 455小時，原工藝第二次處理毛面所需時間為 7. 455小時，處理完合計時間為14. 91小時。②採用新工藝一次同步處理光面和毛面所需時間為7. 455小時。
3)、電耗比較
①原有的生產工藝電耗4675. 776 kwh。②新生產工藝電耗2337. 888 kwh。4)、水耗比較
①原有的生產工藝水消耗量②新生產工藝水消耗量新舊工藝處理比較得出
:186. 375m3/h，廢水產生量186. 375m3/h。 :93. 1875m3/h，廢水產生量93. 1875m3/h。 新工藝的生產能耗整體下降50%。
權利要求
1.一種電解銅箔雙面同步粗化的方法，其特徵在於，是在所述的電解銅箔經過粗化槽和固化槽時，在光面和毛面均設置有對應的陽極板，並讓電解液從電解銅箔和陽極板間流過，一次同步完成電解銅箔的光面和毛面電鍍沉銅處理。
2.根據權利要求1所述的電解銅箔雙面同步粗化的方法，其特徵在於，所述的粗化槽電解液的工藝參數為溶液中銅含量18 25g/L，溶液中酸含量130 140g/L，溫度32 38 "C。
3.根據權利要求1所述的電解銅箔雙面同步粗化的方法，其特徵在於，所述的固化槽電解液的工藝參數為溶液中銅含量50 60g/L，溶液中酸含量100 110g/L，溫度40 50 "C。
4.一種實現權利要求1所述電解銅箔雙面同步粗化的方法的設備，包括酸洗槽、粗化槽、固化槽、水洗槽和防氧化槽，其特徵在於，粗化槽和固化槽內的電鍍陽極板分布在槽體的中間及前側。
5.根據權利要求4所述的設備，其特徵在於，所述的粗化槽和固化槽內，在距離液中輥上端IOcm的位置上設有第三電解液進液管。
6.根據權利要求5所述的設備，其特徵在於，所述進液管為PVC液管。
7.根據權利要求4所述的設備，其特徵在於，所述的陽極板為鈦陽極板。
全文摘要
本發明涉及一種電解銅箔雙面同步粗化的方法及設備，其技術要點是，在電解銅箔經過粗化槽和固化槽時，在光面和毛面均設置有對應的陽極板，並讓電解液從電解銅箔和陽極板間流過，一次同步完成電解銅箔的光面和毛面電鍍沉銅處理，所用的設備粗化槽和固化槽內的電鍍陽極板分布在槽體的中間及前側；屬於電解銅箔技術領域；與現有技術相比，本發明所提供的電解銅箔雙面同步粗化的方法及其使用的設備，一次同步完成銅箔光面和毛面的電鍍處理，提高生產效率，降低能耗。
文檔編號C25D3/38GK102181899SQ20111011091
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者劉少華, 葉銘, 廖平元, 廖躍元, 李堅強, 溫秋霞 申請人:廣東嘉元科技股份有限公司