CN111360073A - 一种提高压延铜箔表面粗糙度的方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高压延铜箔表面粗糙度的方法，以压延铜箔为原材料，将其放入卷曲机上；开启平整辊，平整辊表面粗糙度根据需要进行调整；开启液氮喷枪，利用液氮将平整辊表面温度降低到‑100℃以下；调整平整辊辊缝厚度至压延铜箔原材料厚度，将压延铜箔穿过平整辊；开启平整辊后方的液体二氧化碳喷枪，利用液体二氧化碳对经过平整辊的压延铜箔表层进行处理，实现压延铜箔表面粗糙度增加。本发明可在不改变表面粗糙度过低的压延铜箔厚度的情况下提高其粗糙度，进而实现铜/锂复合箔材轧制过程界面结合强度增加。该技术在铜箔和锂电池领域具有工业应用前景。

Description

一种提高压延铜箔表面粗糙度的方法
技术领域
本发明属于金属材料轧制技术领域，特别涉及一种提高压延铜箔表面粗糙 度的方法。
背景技术
随着对汽车轻量化和节能减排进程的不断推动，提高新能源汽车的续航里 程和安全性能，成为新能源汽车产业技术革新的重点方向。对于高端锂电池， 一般采用压延铜箔作为负极材料。作为动力电池集流体材料，铜箔除了要具备 超薄的厚度，还必须具备良好的力学性能(强度、塑性等)和电学性能(电阻 率、导电性等)，以保障动力电池具有高能量密度和充放电安全性。
压延铜箔具有强度高、延展性好等很多优点，通过铜/锂复合带材轧制，制 造出电池原材料。然而，在铜/锂复合材料轧制，压延铜箔存在一个比较大的缺 点，就是压延铜箔的表面质量太好，表面粗糙度非常低，导致铜箔和锂箔界面 不容易焊合。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种提高压延铜箔 表面粗糙度的方法，旨在不改变铜箔厚度均匀性的情况下，仅提高铜箔表面粗 糙度，从而提高铜/锂复合材料轧制界面结合强度，保证铜箔的强度与韧性，该 压延铜箔用于锂电池，对锂电池行业意义深远。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种提高压延铜箔表面粗糙度的方法，包括如下步骤：
第一步：以压延铜箔为原材料，厚度一般为4μm-12μm，将其放入卷曲机上；
第二步：开启平整辊，平整辊表面粗糙度根据需要进行调整，范围一般为 粗糙度为Ra0.1～Ra1.6，其中平整辊包括上平整辊和下平整辊，二者均需进行粗 糙度调整；
第三步：开启液氮喷枪，利用液氮将平整辊表面温度降低到-100℃以下，相 应地，液氮喷枪包括上液氮喷枪和下液氮喷枪，分别向上平整辊和下平整辊喷 射液氮；
第四步：调整平整辊辊缝厚度至压延铜箔原材料厚度，将压延铜箔穿过平 整辊；
第五步：开启平整辊后方的液体二氧化碳喷枪，利用液体二氧化碳对经过 平整辊的压延铜箔表层进行处理，实现压延铜箔表面粗糙度增加，其中，液体 二氧化碳喷枪包括上液态二氧化碳喷枪和下液态二氧化碳喷枪，分别向压延铜 箔的上下表面喷射液体二氧化碳；
第六步：将处理后的压延铜箔进行卷曲，或者，直接将压延铜箔与锂箔进 行锂/铜/锂叠轧。
与现有技术相比，本发明可在不改变表面粗糙度过低的压延铜箔厚度的情 况下提高其粗糙度，进而实现铜/锂复合箔材轧制过程界面结合强度增加。该技 术在铜箔和锂电池领域具有工业应用前景。
附图说明
图1是本发明提高压延铜箔表面粗糙度的流程图，其中左边虚线框表示铜 箔的表面粗糙度处理，右边的虚线框表示利用处理后的压延铜箔进行锂/铜/锂的 复合材料轧制。
图2是本发明平整辊增加铜箔表面粗糙度处理机制示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明一种提高压延铜箔表面粗糙度的方法，其主要原理是在平整辊增加 适当的粗糙度，并对平整辊进行深冷处理，使平整辊的表面粗糙度凸起部位的 强度大幅提升，同时减少凸起部位的弹性变形，从而将轧辊的粗糙度映射到铜 箔表面。并在铜箔经过平整辊后，在铜箔表层喷射液体二氧化碳，将铜箔表层 的氧化膜破碎，进一步增加铜箔的粗糙度。通过本工序，只改变铜箔的粗糙度， 而不改变铜箔的厚度。
如图1所示，本发明提高压延铜箔表面粗糙度的具体流程如下：
第一步：以压延铜箔2为原材料，其厚度为4μm-12μm。
第二步：将压延铜箔2放入卷曲机1上。
第三步：开启平整辊，平整辊表面粗糙度根据需要进行调整，粗糙度为 Ra0.1～Ra1.6，本发明中，平整辊包括上平整辊4和下平整辊5，二者均需进行 粗糙度调整。
第四步：开启液氮喷枪，对平整辊进行冷却，将平整辊表面温度降低到-100℃ 以下，本发明中，利用上液氮喷枪6向上平整辊4喷射液氮，利用下液氮喷枪 向下平整辊5喷射液氮。
第五步：调整平整辊辊缝厚度至压延铜箔2的原材料厚度，在导辊一3的 作用下，将压延铜箔2穿过平整辊，参考图2，利用平整辊的凸起部位，将平整 辊的粗糙度映射到压延铜箔2表面，图中A表示平整辊的粗糙度。
第六步：开启平整辊后方的液体二氧化碳喷枪，对经过平整辊的压延铜箔2 表层进行处理，实现压延铜箔2表面粗糙度增加，本发明中，压延铜箔2的上 下层均布置有液体二氧化碳喷枪，分别为上液态二氧化碳喷枪8和下液态二氧 化碳喷枪9。
第七步：在导辊二10的作用下，将处理后的压延铜箔2利用铜箔收取机11 进行卷曲。或者，利用上锂箔卷12、下锂箔卷13提供锂箔，并利用上轧辊14 和下轧辊15直接将压延铜箔2与锂箔进行叠轧。
在本发明的一个实施例中，采用9μm厚的压延铜箔2，上下平整辊的粗糙 度均为Ra1.0，表面温度降低到-120℃，平整辊辊缝厚度9μm，将压延铜箔2穿 过平整辊，结果显示其粗糙度有明显增加，而厚度未发生实质改变。

Claims (7)

1.一种提高压延铜箔表面粗糙度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：以压延铜箔为原材料，将其放入卷曲机上；
第二步：开启平整辊，平整辊表面粗糙度根据需要进行调整；
第三步：开启液氮喷枪，利用液氮将平整辊表面温度降低到-100℃以下；
第四步：调整平整辊辊缝厚度至压延铜箔原材料厚度，将压延铜箔穿过平整辊；
第五步：开启平整辊后方的液体二氧化碳喷枪，利用液体二氧化碳对经过平整辊的压延铜箔表层进行处理，实现压延铜箔表面粗糙度增加。
2.根据权利要求1所述提高压延铜箔表面粗糙度的方法，其特征在于，所述压延铜箔原材料的厚度为4μm-12μm。
3.根据权利要求1所述提高压延铜箔表面粗糙度的方法，其特征在于，所述平整辊的粗糙度为Ra0.1～Ra1.6。
4.根据权利要求1所述提高压延铜箔表面粗糙度的方法，其特征在于，所述平整辊包括上平整辊和下平整辊，二者均需进行粗糙度调整。
5.根据权利要求4所述提高压延铜箔表面粗糙度的方法，其特征在于，所述液氮喷枪包括上液氮喷枪和下液氮喷枪，分别向上平整辊和下平整辊喷射液氮。
6.根据权利要求1所述提高压延铜箔表面粗糙度的方法，其特征在于，所述液体二氧化碳喷枪包括上液态二氧化碳喷枪和下液态二氧化碳喷枪，分别向压延铜箔的上下表面喷射液体二氧化碳。
7.根据权利要求1所述提高压延铜箔表面粗糙度的方法，其特征在于，所述第五步之后，将处理后的压延铜箔进行卷曲，或者，直接将压延铜箔与锂箔进行锂/铜/锂叠轧。
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