CN109750330A

CN109750330A - 一种防止电解铜箔氧化的生产工艺

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Publication number: CN109750330A
Application number: CN201810887256.7A
Authority: CN
Inventors: 李滨; 李青海; 钟启仲; 袁智斌; 章远
Original assignee: Xinjiang Central Asia New Mstar Technology Ltd
Current assignee: Xinjiang Central Asia New Mstar Technology Ltd
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2019-05-14

Abstract

本发明公开了一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，包括以下步骤：采用99%阴极铜板、分析纯硫酸、反渗透清洗水；通过蒸汽加热和空气搅拌使其溶解硫酸铜水溶液；电解液经过硅藻土过滤器过滤进入电解槽；采用HEC（羟乙基纤维素），SP等添加剂进行正交匹配，添加于电解液中，制备6‑15um不同厚度的锂电铜箔；锂电铜箔防氧化工艺：苯丙三氮唑（0.08‑0.12）g/L、葡糖糖(30‑50)g/L、硅酸钠(0.5‑0.9)g/L、氧化镁(0.80‑1.2)g/L与去离子水混合配置，ph=4‑5；步骤（6）电流密度20‑25 A/dm2，钝化处理3‑6S；加热鼓风烘干,加热温度60‑80度。该电解铜箔防氧化工艺技术，减少了废水处理压力，同时无水清洗，无铬防氧化环保工艺。

Description

一种防止电解铜箔氧化的生产工艺

技术领域

本发明属于电解铜箔生产技术领域，尤其涉及一种防止电解铜箔氧化的生产工艺。

背景技术

目前，电解铜箔经过溶铜、电解、防氧化、分切四大工艺生产锂电池铜箔，其中防氧化工艺是电解铜箔最后一道重要工艺，防氧化防止铜箔表面氧化来增加铜箔存储的时间，同时防氧化层一般在亲水性、高温抗氧化性以及于负极活性物质的附着强度等方面有良好性能，电解铜箔金属防氧化技术，当前表面技术领域研究的重点与热点，也是推广绿色工业技术、环保环境的形式所需。随着新能源汽车发展。锂离子电池需求，锂电铜箔需求量每年11 万吨，根据锂电铜箔市场的需求，该锂电防氧化工艺技术，具有良好的前景和应用价值。

目前比较常用铬酸溶液来生成氧化铬保护层。但是，六价铬是强致癌物质，对环境于人体健康会造成严重危害，同时因为铬防氧化需要清洗，造成大量的废水产生，而铜箔免水洗无铬氧化工艺技术，是金属钝化技术创新。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

步骤(1)：采用99％阴极铜板、分析纯硫酸、反渗透清洗水；

步骤(2)：通过蒸汽加热和空气搅拌使其溶解硫酸铜水溶液；

步骤(3)：电解液经过硅藻土过滤器过滤进入电解槽；

步骤(4)：采用HEC(羟乙基纤维素)，SP等添加剂进行正交匹配，添加于电解液中，制备6-15um不同厚度的锂电铜箔；

步骤(5)：锂电铜箔防氧化工艺：苯丙三氮唑(0.08-0.12)g/L、葡糖糖(30-50)g/L、硅酸钠(0.5-0.9)g/L、氧化镁(0.80-1.2)g/L与去离子水混合配置，ph＝4-5；

步骤(6)电流密度20-25A/dm2，钝化处理3-6S；

步骤(7)加热鼓风烘干,加热温度60-80度。

优选的，所述在步骤(2)中采用蒸汽加热温度70-80度。

优选的，所述在步骤(4)中1000ml水中加入50-80g/L的HEC SP有机添加剂。

优选的，所述在步骤(5)中1000ml水中加入0.1g/L的苯丙三氮唑。

优选的，所述在步骤(5)中1000ml水中加入40g/L的葡糖糖。

优选的，所述在步骤(5)中1000ml水中加入0.7g/L的硅酸钠。

优选的，所述在步骤(5)中1000ml水中加入1.0g/L的氧化镁。

优选的，所述在步骤(6)中钝化处理阳极板0.2*1.4米，厚度1毫米。

优选的，所述在步骤(7)中加热鼓风机风量1500m3/H，风压1000Mpa。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由本发明生产一种应用于免水洗环保防氧化电解铜箔工艺方法，改工艺钝化可以完全应用于锂离子电池电解铜箔的工艺，采用改钝化工艺，整个过程无废水产生，对消除铜箔环保壁垒提供了新的工艺。

附图说明

图1为采用环保防氧化工艺处理的钝化处理示意图；

图2为采用普通铬钝化工艺处理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：电解液制备就是采用99.9％阴极铜、分析纯硫酸和RO反渗透去离子水加入溶铜罐中，在温度为55度的恒温条件下，向溶铜罐内连续通入氧气，经过氧化反应过程，最终得到硫酸铜水溶液。电解液经过硅藻土过滤器过滤进入电解槽，采用HEC(羟乙基纤维素)，SP等添加剂进行正交匹配，添加于电解液中，制备6-15um不同厚度的锂电铜箔。锂电铜箔防氧化工艺：苯丙三氮唑0.08g/L、葡糖糖30g/L、硅酸钠0.5g/L、氧化镁0.8g/L配合进行镀层，ph＝4-5，电流密度20-25A/dm2，钝化处理3-6S，加热鼓风烘干,加热温度60-80度。

实施例2

一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：电解液制备就是采用99.9％阴极铜、分析纯硫酸和RO反渗透去离子水加入溶铜罐中，在温度为55度的恒温条件下，向溶铜罐内连续通入氧气，经过氧化反应过程，最终得到硫酸铜水溶液。电解液经过硅藻土过滤器过滤进入电解槽，采用HEC (羟乙基纤维素)，SP等添加剂进行正交匹配，添加于电解液中，制备6-15um 不同厚度的锂电铜箔。锂电铜箔防氧化工艺：苯丙三氮唑0.09g/L、葡糖糖 40g/L、硅酸钠0.8g/L、氧化镁1.2g/L配合进行镀层，ph＝4-5，电流密度20-25 A/dm2，钝化处理3-6S，加热鼓风烘干,加热温度60-80度。

实施例3

一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：电解液制备就是采用99.9％阴极铜、分析纯硫酸和RO反渗透去离子水加入溶铜罐中，在温度为55度的恒温条件下，向溶铜罐内连续通入氧气，经过氧化反应过程，最终得到硫酸铜水溶液。电解液经过硅藻土过滤器过滤进入电解槽，采用HEC (羟乙基纤维素)，SP等添加剂进行正交匹配，添加于电解液中，制备6-15um 不同厚度的锂电铜箔。锂电铜箔防氧化工艺：苯丙三氮唑0.12g/L、葡糖糖 50g/L、硅酸钠0.9g/L、氧化镁1.1g/L配合进行镀层，ph＝4-5，电流密度20-25 A/dm2，钝化处理3-6S，加热鼓风烘干,加热温度60-80度。

实施例4

一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：电解液制备就是采用99.9％阴极铜、分析纯硫酸和RO反渗透去离子水加入溶铜罐中，在温度为55度的恒温条件下，向溶铜罐内连续通入氧气，经过氧化反应过程，最终得到硫酸铜水溶液。电解液经过硅藻土过滤器过滤进入电解槽，采用HEC (羟乙基纤维素)，SP等添加剂进行正交匹配，添加于电解液中，制备6-15um 不同厚度的锂电铜箔。锂电铜箔防氧化工艺：苯丙三氮唑0.1g/L、葡糖糖 40g/L、硅酸钠0.6g/L、氧化镁1g/L配合进行镀层，ph＝4-5，电流密度20-25 A/dm2，钝化处理3-6S，加热鼓风烘干,加热温度60-80度。

在生产实际中，发现溶液洁净度对铜箔结晶有很大影响，特别是溶液重金属离子杂质、有机物等容易使电解铜箔出现毛刺、针孔、皱折等问题产生。采取溶液进行对比，如表一；

表一溶液洁净度检测结果

经表一所示，溶液洁净度对铜箔致密性有极为重要作用，配合有效有机添加剂HEC、SP可以制备更加致密性均一的电解铜箔，为电解铜箔防氧化提供了较好的物料上基础。

在实际生产中，铜箔防氧化工艺中发现苯丙三氮唑、葡糖糖、硅酸钠、氧化镁，ph＝4-5，可以有效保证电解铜箔氧化的产生。

如表二防氧化工艺参数对比

备注：润湿性采用达因笔，高温性采用烘箱，常温下采用80度80％湿度容器中进行测试

经表二所示，电解铜箔对工艺采用苯丙三氮唑0.1g/L、葡糖糖40g/L、硅酸钠0.6g/L、氧化镁1g/L配合进行镀层，在140度15分钟下不氧化，常温不变色，完全可以达到防氧化要求。

对比图1、图2发现采用环保防氧化工艺处理的钝化处理与普通铬钝化工艺基本上没有差别。

通过日立扫描电镜进行观察电解铜箔表面形貌，并通过万能拉伸机对铜箔的抗拉强度和延伸率进行测试，将铜箔放置于140度恒温烘箱中15分钟无氧化现象，常温80度80％湿度下无明显氧化现象。

由此生产出的防氧化电解铜箔与传统的电解铜箔防氧化，经锂离子电池实验数据检测对比试验如下：

本工艺6-15um电解铜箔产品，通过拉伸机、恒温烘烤、常温检测，

毛面Rz<2.0um抗拉强度﹥300Mpa,延伸率﹥2％，140度条件下恒温烘烤 15分钟，无氧化变色现象。恒温恒湿条件下80度，80％，72小时观察无氧化现象。结果表明本工艺制的电解铜箔特性优良，与传统防氧化无差异。

本发明实施的最佳状态就是利用硅藻土过滤后的电解液，通过有机添加剂HEC、sp可以生产出性能稳定电解铜箔，并通过环保免水洗防氧化工艺处理电解铜箔，特别解决了在实际运用中产生大量废水，无铬钝化工艺。

本发明的有益效果：由本发明生产一种应用于免水洗环保防氧化电解铜箔工艺方法，改工艺钝化可以完全应用于锂离子电池电解铜箔的工艺，采用改钝化工艺，整个过程无废水产生，对消除铜箔环保壁垒提供了新的工艺。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

步骤（1）：采用99%阴极铜板、分析纯硫酸、反渗透清洗水；

步骤（2）：通过蒸汽加热和空气搅拌使其溶解硫酸铜水溶液；

步骤（3）：电解液经过硅藻土过滤器过滤进入电解槽；

步骤（4）：采用HEC（羟乙基纤维素），SP等添加剂进行正交匹配，添加于电解液中，制备6-15um不同厚度的锂电铜箔；

步骤（5）：锂电铜箔防氧化工艺：苯丙三氮唑（0.08-0.12）g/L、葡糖糖(30-50) g/L、硅酸钠(0.5-0.9) g/L、氧化镁(0.80-1.2)g/L与去离子水混合配置，ph=4-5；

步骤（6）电流密度20-25 A/dm2，钝化处理3-6S；

步骤（7）加热鼓风烘干,加热温度60-80度。

2.根据权利要求1所述的一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于：所述在步骤（2）中采用蒸汽加热温度70-80度。

3.根据权利要求1所述的一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于：所述在步骤（4）中1000ml水中加入50-80g/L的HEC SP有机添加剂。

4.根据权利要求1所述的一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于：所述在步骤（5）中1000ml水中加入0.1g/L的苯丙三氮唑。

5.根据权利要求1所述的一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于：所述在步骤（5）中1000ml水中加入40g/L的葡糖糖。

6.根据权利要求1所述的一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于：所述在步骤（5）中1000ml水中加入0.7g/L的硅酸钠。

7.根据权利要求1所述的一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于：所述在步骤（5）中1000ml水中加入1.0g/L的氧化镁。

8.根据权利要求1所述的一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于：所述在步骤（6）中钝化处理阳极板0.2*1.4米，厚度1毫米。

9.根据权利要求1所述的一种防止电解铜箔氧化的生产工艺，其特征在于：所述在步骤（7）中加热鼓风机风量1500m3/H，风压1000Mpa。