CN113011001B - 水洗流量高值与低值计算方法、存储介质、生箔机 - Google Patents

水洗流量高值与低值计算方法、存储介质、生箔机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了水洗流量高值与低值计算方法、存储介质、生箔机；属于新能源汽车锂电池电解铜箔生产这一技术领域；其技术要点：阴极辊线速度为x；所述阴极辊线速度由生箔机的阴极辊上设置的阴极辊线速度传感器测量。本发明旨在提供水洗流量高值与低值计算方法、存储介质、生箔机，提高电解铜箔的生产品质，防止出现小白点与水洗条纹。

Description

水洗流量高值与低值计算方法、存储介质、生箔机
技术领域
本申请涉及新能源汽车锂电池电解铜箔生产这一技术领域，更具体地说，尤其涉及水洗流量高值与低值计算方法、存储介质、生箔机。
背景技术
电解铜箔从电沉积在阴极辊上，要经历以下几次水洗：
第一，生箔机剥离前的水洗，电解铜箔从电解液出来后，要经过水洗、水洗，然后剥离后，经过烘干收卷。第一次水洗的目的是将铜箔表面的水洗液清洗掉。
第二，铜箔后处理后的水洗，铜箔在经过表面处理后，要经过水洗、烘干。第二次水洗其目的是为了清楚铜箔表面的后处理溶液。
第三，铜箔分切后的水洗，电解铜箔在经过分切后，要经过水洗。第三次水洗其目的是为了清洗铜箔分切产生的铜粉。
而不同于第二种、第三种的水洗方式，第一种方式是采用喷液管喷洗的方式，而第二种、第三种采用的是铜箔进入水洗槽的方式来洗掉。
对于生箔机铜箔的水洗，有技术：CN207918985U记载的非常详细：铜箔先经过水洗(硫酸铜溶液喷管)，然后经过挤酸辊(胶辊)，然后再经过水洗(在胶辊的上方通过支臂设置有喷水管10)。
上述水洗液喷管的设置是电解铜箔生箔机的必要部件，其是为了清洗铜箔表面的氧化层。
在大量的生产实践中，发明人团队发现了这样一个现象：生箔机的水洗的流量较大时：铜箔表面易出现小白点(见说明书附图2)；水洗流量较小时：铜箔表面清洗不足，易出现水洗条纹(见说明书附图3)。
发明人团队经过检索(HIMMPAT/EPO/CNKI)：“铜箔and白点”，“C25D1/IC AND白点”发现：现有文献中没有记载发明人观察到的上述现象，对于如何选择水洗流量更加没有研究。
而为了保证铜箔的生产品质，特别是高性能铜箔的生产品质，如何控制水洗流量成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种水洗流量高值计算方法。
本发明的另一目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种水洗流量低值计算方法。
本发明的又一目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种存储介质。
本发明的再一目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种生箔机。
本发明的再一目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种电解铜箔生产方法。
水洗流量高值计算方法，包括：接收阴极辊线速度x(即接收阴极辊线速度的信号)；所述阴极辊线速度由生箔机的阴极辊上设置的阴极辊线速度传感器测量；
水洗流量高值y高值采用下式求得：
Figure BDA0002945270350000021
其中，x的单位为m/min；y高值的单位为mL/(min.mm)。
水洗流量低值计算方法，包括：接收阴极辊线速度x；所述阴极辊线速度由生箔机的阴极辊上设置的阴极辊线速度传感器测量；
水洗流量低值y高值采用下式求得：
Figure BDA0002945270350000022
其中，x的单位为m/min；y低值的单位为mL/(min.mm)。
一种存储介质，其包含有上述计算方法的程序。
一种生箔机，其包括：阴极辊、阳极槽、阴极辊转速传感器、控制器、水洗喷嘴；
所述阴极辊转速传感器用于监测阴极辊的线速度；
所述阴极辊转速传感器的输出端与控制器的输入端连接；
所述控制器的输出端与水洗喷嘴的输入端连接；
所述水洗喷嘴与铜箔对应设置、且水洗喷嘴平行均匀间隔设置有N个水洗喷嘴，所述水洗喷嘴与竖向面的夹角为65°-85°，且水洗喷嘴朝向铜箔；
在所述N个喷嘴上均安装有流量控制阀，所述流量控制阀用于调节喷嘴的喷出流量。
进一步，所述水洗喷嘴与竖向面的夹角为70°-80°。
进一步，阴极辊的线速度为x，单位为m/min；阴极辊的长度为L阴极辊，单位为mm；所述水洗喷管设置有N个水洗喷嘴；
每个水洗喷嘴的水洗液的流量S控制在S高值到S低值之间：
Figure BDA0002945270350000023
其中，S、S高值、S低值的单位为mL/min。
进一步，每个水洗喷嘴的水洗流量S为：
Figure BDA0002945270350000031
一种电解铜箔生产方法，其包括以下步骤：
步骤一，铜箔自电沉积后，依次经过酸洗、水洗、烘干，最后收卷到收卷辊上；
步骤二，根据阴极辊的转动速度来调整水洗流量。
进一步，步骤二中的每个单位长度的铜箔所对应的水洗流量y在y高值与y低值之间：
Figure BDA0002945270350000032
其中，x的单位为m/min；y、y高值、y低值的单位为mL/(min.mm)。
进一步，步骤二中的每个单位长度的铜箔所对应的水洗流量y采用下式求解：
Figure BDA0002945270350000033
进一步，步骤二中的每个水洗喷嘴的铜箔所对应的水洗流量S在S高值与S低值之间：
阴极辊的线速度为x，单位为m/min；阴极辊的长度为L阴极辊，单位为mm；所述水洗喷管间隔设置有N个水洗喷嘴(水洗喷嘴为扇形，N个水洗喷嘴正好对应阴极辊的长度)；
每个水洗喷嘴的水洗液的流量S控制在S高值到S低值之间：
Figure BDA0002945270350000034
其中，S、S高值、S低值的单位为mL/min。
进一步，步骤二中的每个水洗喷嘴的水洗液的流量S采用下式求解：
Figure BDA0002945270350000035
进一步，x在3m/min-10m/min之间。
本申请的有益效果在于：
(1)本申请发现的技术问题在于：在生箔时，水洗流量大于高值时，铜箔会产生小白点；而水洗流量低于低值时，铜箔又会产生水洗条纹。而水洗流量的高值、低值如何计算，是一个值得研究的问题。
(2)首先给出了y高值、y低值的计算方法：
Figure BDA0002945270350000041
基于试验验证：阴极辊转动的线速度是水洗流量的核心影响因素。
(3)本申请的第三个发明点在于，采用本申请的方案，可以有效的调节水洗液的流量，特别的，在发生停电或接触不良等极端情况下(其会造成阴极辊转速异常下降、上升)也可以保证铜箔的品质。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是现有技术CN207918985U的阴极辊铜箔剥离水洗装置的侧面图。
图2是铜箔产生的小白点图。
图3是铜箔产生的水洗条纹。
图4是实施例1的水洗液流量的上限、下限曲线示意图(横坐标：阴极辊的线速度x，m/min；纵坐标：水洗流量，mL/(min.mm)。
图5是实施例1的喷嘴的角度示意图。
具体实施方式
实施例1：
生产现象发现
生箔机包括：阳极槽、阴极辊、水洗设备、挤酸辊、水洗设备、剥离辊、烘干装置、收卷辊。
发明人在长期的生产实践中发现：水洗量太大往往会造成铜箔产生如图2所示的小白点。而水洗量偏小时，会造成铜箔产生如图3所示的水洗条纹。
然而，仅仅知晓有上述生产现象，无法指导生产。要想杜绝“小白点”和“水洗条纹”，应当解决以下几个问题：
1)水洗量的范围与哪些因素有关。
2)如何确定水洗量。
试验分析
表1给出了申请人5组主要产品(6μm、8μm、10μm、12μm、15μm)水洗时的流量的高值和低值：1400mm宽的阴极辊对应设置了23个喷嘴。
表1
Figure BDA0002945270350000051
表2给出了申请人5组主要产品(6μm、8μm、10μm、12μm、15μm)水洗时的流量的高值和低值：1000mm宽的阴极辊对应设置了17个喷嘴。
表2
Figure BDA0002945270350000052
表3给出了申请人5组主要产品(6μm、8μm、10μm、12μm、15μm)水洗时的流量的高值和低值：2000mm宽的阴极辊对应设置了30个喷嘴。
表3
Figure BDA0002945270350000061
从上述三组试验结果可知，不同幅宽下的铜箔，喷嘴的数量不同、每个喷嘴的容量都不同。
虽然表1、表2、表3的每个喷嘴的流量不同(直接从表1似乎看不出规律)。然而，从表1、表2、表3换算成单位长度(即每毫米)的喷水量后，三者的结果相近。
根据表1、表2、表3的结果，发明人团队在表4给出了单位长度(即每1mm的阴极辊长度)的水洗量代表值。
表4
Figure BDA0002945270350000062
Figure BDA0002945270350000071
基于表4的水洗量代表值，给出了图4的水洗流量高值曲线、水洗流量低值曲线：
Figure BDA0002945270350000072
其中，
x表示阴极辊转动的线速度，单位为m/min；
y高值表示水洗流量的高值(上端值)，其单位为mL/(min.mm)；
y低值表示水洗流量的低值(下端值)，其单位为mL/(min.mm)。
试验验证
针对图4的水洗流量高值曲线、水洗流量低值曲线。发明人团队进行了研究。表5给出了铜箔采用1400mm的阴极辊，测试了5000A/m2、5200A/m2、5400A/m2、5700A/m2、5900A/m2下在不同转速下的水洗的流量的高值与低值。
表5的结果表明，采用前述的水洗流量高值曲线、水洗流量低值曲线计算的结果与实测值相差不大。
同时，基于表4的水洗量代表值，给出了图4的水洗流量高值曲线、水洗流量低值曲线，基本上满足：对于高值而言，计算值小于实测值；对于低值而言，计算值大于实测值。
由此说明：阴极辊转动的线速度是水洗流量的核心影响因素。
表5
Figure BDA0002945270350000073
Figure BDA0002945270350000081
需要说明的是，生箔工艺的其他内容，其属于现有技术，例如：CN101481810B、CN102337566A(生产高延伸率双面光8微米铜箔、以及高延伸率双面光6微米铜箔)。
需要说明的是，所述水洗喷嘴与铜箔对应设置、且水洗喷嘴平行均匀间隔设置有N个水洗喷嘴，所述水洗喷嘴与竖向面的夹角为65°-85°，更为优选的，所述水洗喷嘴与竖向面的夹角为70°-80°。
需要说明的是，本申请的高值、低值计算方法适用于x在3m/min-10m/min的区间范围。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (6)

1.一种水洗流量高值计算方法，其特征在于，包括：阴极辊线速度为x，所述阴极辊线速度由生箔机的阴极辊上设置的阴极辊线速度传感器测量；
水洗流量高值y高值采用下式求得：
Figure FDA0003172832880000011
其中，x的单位为m/min；y高值的单位为mL/(min.mm)。
2.一种水洗流量低值计算方法，其特征在于，包括：阴极辊线速度为x，所述阴极辊线速度由生箔机的阴极辊上设置的阴极辊线速度传感器测量；
水洗流量低值y高值采用下式求得：
Figure FDA0003172832880000012
其中，x的单位为m/min；y低值的单位为mL/(min.mm)。
3.一种存储介质，其包含有如权利要求1或权利要求2所述的计算方法的程序。
4.一种生箔机，其特征在于，包括：阴极辊、阳极槽、阴极辊转速传感器、控制器、水洗喷嘴；
所述阴极辊转速传感器用于监测阴极辊的线速度；
所述阴极辊转速传感器的输出端与控制器的输入端连接；
所述控制器的输出端与水洗喷嘴的输入端连接；
所述水洗喷嘴与铜箔对应设置、且水洗喷嘴平行均匀间隔设置有N个水洗喷嘴，所述水洗喷嘴与竖向面的夹角为65°-85°，且水洗喷嘴朝向铜箔；
在所述N个喷嘴上均安装有流量控制阀，所述流量控制阀用于调节喷嘴的喷出流量；
阴极辊的线速度为x，单位为m/min；阴极辊的长度为L阴极辊，单位为mm；所述水洗喷管设置有N个水洗喷嘴；
每个水洗喷嘴的水洗液的流量S控制在S高值到S低值之间：
Figure FDA0003172832880000013
其中，S、S高值、S低值的单位为mL/min；
每个水洗喷嘴的水洗流量S为：
Figure FDA0003172832880000014
5.根据权利要求4所述的一种生箔机，其特征在于，所述水洗喷嘴与竖向面的夹角为70°-80°。
6.一种电解铜箔生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，铜箔自电沉积后，依次经过酸洗、水洗、烘干，最后收卷到收卷辊上；
步骤二，根据阴极辊的转动速度来调整水洗流量；
步骤二中的每个单位长度的铜箔所对应的水洗流量y在y高值与y低值之间：
Figure FDA0003172832880000021
其中，x为阴极辊线速度，x的单位为m/min；y、y高值、y低值的单位为mL/(min.mm)；
或者，步骤二中的每个水洗喷嘴的铜箔所对应的水洗流量S在S高值与S低值之间：
阴极辊的线速度为x，单位为m/min；阴极辊的长度为L阴极辊，单位为mm；所述水洗喷管间隔设置有N个水洗喷嘴；
每个水洗喷嘴的水洗液的流量S控制在S高值到S低值之间：
Figure FDA0003172832880000022
其中，S、S高值、S低值的单位为mL/min；
步骤二中的每个单位长度的铜箔所对应的水洗流量y采用下式求解：
Figure FDA0003172832880000023
或者，步骤二中的每个水洗喷嘴的水洗液的流量S采用下式求解：
Figure FDA0003172832880000024
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