CN111015371A - 一种应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其步骤包括：抛光液配制、超声洗净、浸润预抛光和砂轮抛光；所述抛光液配制步骤为：将柠檬酸、草酸、琥珀酸、硝酸钠、苯丙三氮唑、乙醇和去离子水混合均匀后制得抛光液。本发明通过化学预抛光与机械抛光相结合的方式，显著降低了阴极辊抛光时的损伤，提高了阴极辊表面平整一致性，并改善了表面粗糙度。

Description

一种应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法
技术领域
本发明涉及电解铜箔工艺制备领域，特别是一种应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法。
背景技术
现今，在制备应用于锂离子电池电极的铜箔时，常采用电解法制备铜箔，于阴极辊上沉积得到生箔，而当长时间制备生箔后，需要对阴极辊表面进行养护，以保证阴极辊的表面洁净度，使后续所沉积的薄膜能够保持优良的状态。对于阴极辊的抛光处理，现有技术中一般采用砂轮磨头对阴极辊表面直接进行机械抛光，但现有的砂轮磨头进行抛光时难以精确控制砂轮对阴极辊表面的抛光程度，实际应用时抛光后的阴极辊往往表面很难保持良好的平整度；同时抛光的时间也不易把控，抛光时间过短则表面氧化物未能完全清理，抛光时间过长又会对阴极辊表面造成损伤，影响后续生箔的制备。故需要提出一种新的阴极辊抛光方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，用于解决现有技术中机械抛光难以保持阴极辊表面平整一致，以及易对阴极辊表面造成损伤的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其步骤包括：抛光液配制、超声洗净、浸润预抛光和砂轮抛光；抛光液配制步骤为：将柠檬酸、草酸、琥珀酸、硝酸钠、苯丙三氮唑、乙醇和去离子水混合均匀后制得抛光液。
优选的，抛光液中柠檬酸的浓度为60～75g/L。
优选的，抛光液中草酸的浓度为50～65g/L。
优选的，抛光液中琥珀酸的浓度为0.6～0.8g/L。
优选的，抛光液中硝酸钠的浓度为1～3g/L。
优选的，抛光液中苯丙三氮唑的浓度为0.1～0.3g/L。
优选的，抛光液中各组分浓度分别为：柠檬酸65g/L、草酸60g/L、琥珀酸0.65g/L、硝酸钠2g/L以及苯丙三氮唑0.2g/L。
其中，浸润预抛光步骤为：将洗净后的阴极辊浸入应用于电解铜箔的阴极辊抛光液中，在35～50℃下旋转浸泡3～5min。
其中，砂轮抛光步骤为：将浸泡后的阴极辊取出，并用砂轮进行机械抛光8～15min；砂轮为含碳化硅磨料的树脂砂轮。
其中，应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法应用于对表面掺铬的不锈钢阴极辊进行抛光。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供一种应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，通过化学预浸泡处理的方式并与机械抛光相配合，能够显著改善阴极辊抛光后的表面粗糙度，提高了阴极辊表面一致性，并大大缩短了抛光时间，降低了对阴极辊的损伤。
附图说明
图1是本发明中应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法一实施方式的工艺流程图。
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，均属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1是本发明中应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法一实施方式的工艺流程图。本发明中应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法步骤包括：抛光液配制S1、超声洗净S2、浸润预抛光S3和砂轮抛光S4，下面分别对各个步骤进行详细描述。
S1：抛光液配制。本步骤具体为：将柠檬酸、草酸、琥珀酸、硝酸钠、苯丙三氮唑、乙醇和去离子水混合均匀后制得抛光液，其中，抛光液中柠檬酸的浓度为60～75g/L，抛光液中草酸的浓度为50～65g/L，抛光液中琥珀酸的浓度为0.6～0.8g/L，抛光液中硝酸钠的浓度为1～3g/L，抛光液中苯丙三氮唑的浓度为0.1～0.3g/L。其中，本实施方式中优选的抛光液中各组分浓度分别为：柠檬酸65g/L、草酸60g/L、琥珀酸0.65g/L、硝酸钠2g/L以及苯丙三氮唑0.2g/L，采用该工艺条件能够使抛光液与阴极辊表面氧化物快速反应，同时也保证抛光液不会对阴极辊表面造成过度腐蚀，显著提高对阴极辊的抛光效果。
S2：超声清洗。本步骤具体为：在超声环境下，将阴极辊先碱洗去油，再水洗洗净，以保持阴极辊表面的洁净。
S3：浸润预抛光。本步骤具体为：将洗净后的阴极辊浸入应用于电解铜箔的阴极辊抛光液中，在35～50℃下旋转浸泡3～5min。
S4：砂轮抛光。本步骤具体为：将浸泡后的阴极辊取出，并用砂轮进行机械抛光8～15min；砂轮为含碳化硅磨料的树脂砂轮。本实施方式中，应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法应用于对表面掺铬的不锈钢阴极辊进行抛光。
具体地，对上述应用于电解铜箔的阴极辊抛光液及抛光工艺的原理进行详细阐述：1)抛光液中的柠檬酸和草酸用于除去阴极辊表面的氧化物，并与硝酸钠相配合，加快对表面氧化物的反应进程，但由于柠檬酸和草酸均具有较强的还原性，长时间浸泡阴极辊会对阴极辊造成过度腐蚀，故需要添加少量苯丙三氮唑作为缓蚀剂，稍微减慢反应的速率，同时控制阴极辊在抛光液中的浸润时间，让阴极辊适当浸润后便迅速取出，使不锈钢阴极辊仅浅表发生反应，而不会对不锈钢辊的深层造成较大侵蚀，故化学浸润预抛光后不会对不锈钢阴极辊的性能造成太大影响；2)琥珀酸作为表面活性剂，用于活化不锈钢阴极辊表面，平衡不锈钢阴极辊的浅表反应速率，增强对细微结构的抛光效果；3)先采用抛光液对不锈钢阴极辊的浅表进行化学浸润预抛光，再采用砂轮进行机械抛光，两种抛光方式相配合能够显著改善不锈钢阴极辊表面的粗糙度，提高抛光品质，同时也大大缩短的整体抛光时间，使抛光后不锈钢阴极辊表面平整一致性显著提升，并有效降低了对不锈钢阴极辊的表面损伤。
进一步地，通过具体实施例对上述应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法的原理进行详细阐述，且所有试验对象均为表面掺铬的不锈钢阴极辊。
实施例1
乙醇与去离子水按1:1的体积比混合作为溶剂，将柠檬酸、草酸、琥珀酸、硝酸钠、苯丙三氮唑加入溶剂中，在25℃下混合均匀后制得抛光液，该抛光液中柠檬酸浓度为62g/L，草酸浓度为58g/L，琥珀酸浓度为0.62g/L、硝酸钠浓度为1.6g/L，苯丙三氮唑浓度为0.1g/L；将阴极辊先碱洗去油，再水洗洗净；将洗净后的阴极辊浸入应用于电解铜箔的阴极辊抛光液中，在40℃下旋转浸泡3min；将浸泡后的阴极辊取出，并用砂轮进行机械抛光8min。
实施例2
乙醇与去离子水按1:1的体积比混合作为溶剂，将柠檬酸、草酸、琥珀酸、硝酸钠、苯丙三氮唑加入溶剂中，在25℃下混合均匀后制得抛光液，该抛光液中柠檬酸浓度为65g/L，草酸浓度为60g/L，琥珀酸浓度为0.65g/L、硝酸钠浓度为2g/L，苯丙三氮唑浓度为0.2g/L；将阴极辊先碱洗去油，再水洗洗净；将洗净后的阴极辊浸入应用于电解铜箔的阴极辊抛光液中，在40℃下旋转浸泡4min；将浸泡后的阴极辊取出，并用砂轮进行机械抛光10min。
实施例3
乙醇与去离子水按1:1的体积比混合作为溶剂，将柠檬酸、草酸、琥珀酸、硝酸钠、苯丙三氮唑加入溶剂中，在25℃下混合均匀后制得抛光液，该抛光液中柠檬酸浓度为72g/L，草酸浓度为63g/L，琥珀酸浓度为0.74g/L、硝酸钠浓度为2.4g/L，苯丙三氮唑浓度为0.3g/L；将阴极辊先碱洗去油，再水洗洗净；将洗净后的阴极辊浸入应用于电解铜箔的阴极辊抛光液中，在40℃下旋转浸泡4min；将浸泡后的阴极辊取出，并用砂轮进行机械抛光10min。
对比例1
将阴极辊在超声环境下先碱洗去油，再水洗洗净，然后将阴极辊取出，并用砂轮进行机械抛光10min。
对上述实施例1～3以及对比例1中阴极辊抛光处理前后的粗糙度进行对比，如表1所示，其中实施例2抛光前后阴极辊粗糙度的改善程度最大，此处可认为本发明方案中抛光液的最佳配比为：柠檬酸65g/L、草酸60g/L、琥珀酸0.65g/L、硝酸钠2g/L以及苯丙三氮唑0.2g/L，将上述组分调配至适宜的比例，可提高化学预抛光效果；综合对比可看出，本发明方案改善不锈钢阴极辊表面粗糙度的效果更佳，可证明本发明方案采用化学预抛光与机械抛光相结合的方式更有利于改善不锈钢阴极辊表面粗糙度。
表1
抛光前粗糙度/μm 抛光后粗糙度/μm
实施例1 0.31 0.24
实施例2 0.32 0.23
实施例3 0.31 0.23
对比例1 0.32 0.29
区别于现有技术的情况，本发明提供一种应用于电解铜箔的阴极辊抛光液及抛光工艺，通过化学预抛光与机械抛光相结合的方式，显著降低了阴极辊抛光时的损伤，提高了阴极辊表面平整一致性，并改善了表面粗糙度。
需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其特征在于，其步骤包括：抛光液配制、超声洗净、浸润预抛光和砂轮抛光；
所述抛光液配制步骤为：将柠檬酸、草酸、琥珀酸、硝酸钠、苯丙三氮唑、乙醇和去离子水混合均匀后制得抛光液。
2.根据权利要求1中所述的应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其特征在于，所述抛光液中柠檬酸的浓度为60～75g/L。
3.根据权利要求1中所述的应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其特征在于，所述抛光液中草酸的浓度为50～65g/L。
4.根据权利要求1中所述的应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其特征在于，所述抛光液中琥珀酸的浓度为0.6～0.8g/L。
5.根据权利要求1中所述的应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其特征在于，所述抛光液中硝酸钠的浓度为1～3g/L。
6.根据权利要求1中所述的应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其特征在于，所述抛光液中苯丙三氮唑的浓度为0.1～0.3g/L。
7.根据权利要求1中所述的应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其特征在于，所述抛光液中各组分浓度分别为：柠檬酸65g/L、草酸60g/L、琥珀酸0.65g/L、硝酸钠2g/L以及苯丙三氮唑0.2g/L。
8.根据权利要求1中所述的应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其特征在于，所述浸润预抛光步骤为：
将洗净后的所述阴极辊浸入所述应用于电解铜箔的阴极辊抛光液中，在35～50℃下旋转浸泡5～10min。
9.根据权利要求8中所述的应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其特征在于，所述砂轮抛光步骤为：
将浸泡后的所述阴极辊取出，并用砂轮进行机械抛光10～20min；
所述砂轮为含碳化硅磨料的树脂砂轮。
10.根据权利要求1中所述的应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法，其特征在于，所述应用于电解铜箔的阴极辊抛光方法应用于对表面掺铬的不锈钢阴极辊进行抛光。
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