CN114808045A - 高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔及其生产工艺 - Google Patents
高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔及其生产工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114808045A CN114808045A CN202210319189.5A CN202210319189A CN114808045A CN 114808045 A CN114808045 A CN 114808045A CN 202210319189 A CN202210319189 A CN 202210319189A CN 114808045 A CN114808045 A CN 114808045A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper foil
- roller
- primary product
- toughness
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 169
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 title claims abstract description 145
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 32
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 68
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 21
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 10
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 35
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 18
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 13
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 12
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 10
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 10
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 9
- 238000005282 brightening Methods 0.000 claims description 9
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 7
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 7
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 7
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 7
- -1 polydithio Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims description 6
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims description 6
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- OBDVFOBWBHMJDG-UHFFFAOYSA-M 3-sulfanylpropane-1-sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)CCCS OBDVFOBWBHMJDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 11
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 48
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 11
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 8
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 7
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 6
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- FRTIVUOKBXDGPD-UHFFFAOYSA-M sodium;3-sulfanylpropane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)CCCS FRTIVUOKBXDGPD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D1/00—Electroforming
- C25D1/04—Wires; Strips; Foils
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明提供了一种高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔及其生产工艺;生产工艺包括电解液制备、锂电铜箔生箔、改性处理;改性处理依次包括钝化处理、烘烤处理、收卷处理;其中,钝化处理通过导辊将铜箔初品移动浸没在含铬离子浓度为0.5~0.9g/L的钝化液中进行防氧化处理,钝化液包括预设重量份的铬酐、葡萄糖、水;烘烤处理通过挤液辊将钝化后的铜箔初品引入辊道式烘干炉,获取进入时铜箔初品的翘曲度信息确定所需的目标炉温,将实时鼓风风速调整为目标鼓风风速进行自适应调节炉温。本申请通过对生箔工序后的超薄锂电铜箔进行包括防氧化液配比改进的钝化处理及智能控温的烘烤处理的改性处理,有效改善铜箔初品的韧性、抗撕边、抗翘曲等性能。
Description
技术领域
本发明属于锂电铜箔的技术领域,具体地涉及一种高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔及其生产工艺。
背景技术
电解铜箔是合适的电解质溶液在一定的电流密度作用下,通过电沉积技术得到的金属铜沉积层,被广泛用于覆铜板和印刷线路板的生产。近几年来,国家对于新能源动力锂离子电池行业越来越重视,超薄电解铜箔作为锂离子电池的功能性基础原材料,其电位、导电及支持功能暂无其他材料代替,是锂电必须用的材料之一。
随着新能源行业的发展,新能源的锂离子电池的生产要求越来越高,考虑到锂电铜箔生产加工过程中生箔工序后续的加工工序的安全性、高效性等指标,对生箔工序后的铜箔初品的韧性、抗撕边、抗翘曲等性能要求有了新的要求。现有技术的锂电铜箔生产工艺中生箔工序之后的毛面粗化固化法处理工序能够降低锂电铜箔的残余应力,毛面粗化-固化法包括:酸洗-特殊粗化-特殊固化-粗化-固化-镀锌镍合金-防氧化处理-硅烷偶联剂处理-干燥。然而,对于超薄锂电铜箔而言,并不适用毛面粗化固化法处理工序进行韧性及翘曲性的改性,究其原因是因为粗化、固化处理会增厚锂电铜箔的厚度。并且,常规的生箔工序之后的防氧化处理及烘烤处理工艺并不能有效改善铜箔初品的韧性、抗撕边、抗翘曲等性能,无法满足超薄锂电铜箔裁切加工的安全性、高质量的要求。
如何改进现有技术的超薄锂电铜箔生产工艺,以改善超薄铜箔初品的韧性、抗撕边、抗翘曲等性能,是一个亟待解决的课题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔及其生产工艺,通过对生箔工序后的超薄锂电铜箔进行包括防氧化液配比改进的钝化处理及智能控温的烘烤处理的改性处理,替代现有技术的锂电铜箔生产工艺中生箔工序之后的毛面粗化固化法处理工序,可以有效改善铜箔初品的韧性、抗撕边、抗翘曲等性能。
一方面,该发明提供一种高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,包括以下步骤:
步骤S1、将原料铜加入含有硫酸溶液的溶铜罐中形成溶解液,将溶解液过滤除杂后与添加剂混合,得到电解液;
步骤S2、将制得的所述电解液加入到生箔机的阳极槽内,通电后,铜单质在阴极辊上沉积,得到铜箔初品;
步骤S3、将制得的所述铜箔初品经过改性处理,得到高韧性耐卷绕锂电铜箔;所述改性处理依次包括钝化处理、烘烤处理、收卷处理;
其中,所述钝化处理通过导辊将所述铜箔初品移动浸没在含铬离子浓度为0.5g/L~0.9g/L的钝化液中进行防氧化处理,浸泡时长5S~20S,钝化电流为2A~5A,所述钝化液pH为2~3,其包括10~20重量份的铬酐、25~50重量份的葡萄糖、4000~8000重量份的水;
所述烘烤处理通过挤液辊将钝化后的所述铜箔初品引入辊道式烘干炉,获取进入时所述铜箔初品的翘曲度信息确定所需的目标炉温,将实时炉温调整为所述目标炉温,以使所述辊道式烘干炉根据进入时所述铜箔初品的翘曲度自适应调节炉温。
相比现有技术,本发明的有益效果为:通过超薄锂电铜箔在生箔工序之后设置改性处理对铜箔初品进行处理;其中,改性处理中的钝化处理将铜箔初品移动浸没于含预设重量份的铬酐、葡萄糖及水的钝化液中相应的时长,以使铜箔初品在防氧化处理的基础上,起到释放内应力的效果;并且,钝化处理后的铜箔初品将钝化液挤出后进入改性处理中的烘烤处理,在检测进入烘烤处理的铜箔初品的实时翘曲度,确定实时铜箔初品所需的目标炉温,根据目标炉温与实时炉温的差值,通过对辊道式烘干炉的鼓风风道选择加热器或制冷器,以提高或者减低向辊道式烘干炉鼓风温度,以使辊道式烘干炉处于目标炉温下对铜箔初品进行烘烤,达到进一步有针对性地对铜箔初品进行内应力释放,从而有效改善铜箔初品的韧性、抗撕边、抗翘曲等性能,满足超薄锂电铜箔裁切加工的安全性、高质量的要求。
较佳地,对所述铜箔初品进行钝化处理的设备包括钝化槽和所述导辊,所述导辊包括有导入辊、液下导入辊和液下导出辊,所述导入辊设置在所述钝化槽上方;所述液下导入辊及所述液下导出辊均设置在所述钝化槽内腔,且所述液下导入辊位于靠近所述导入辊的一侧,所述液下导出辊位于所述液下导入辊的对面用于导出经浸泡后的铜箔初品。
较佳地,所述液下导入辊与所述液下导出辊的液下深度相等,且该液下深度控制在0.5m~0.7m。
较佳地,所述挤液辊包括相对设置的上挤液辊和下挤液辊,且均位于所述钝化槽上方,经过所述液下导出辊导出的铜箔初品引入所述上挤液辊和所述下挤液辊之间以挤出铜箔初品上的残留钝化液。
较佳地,当所述辊道式烘干炉的实时炉温低于所述目标炉温时,所述辊道式烘干炉的鼓风通道通过加热器,所述加热器的加热功率调节量取决于所述实时炉温与所述目标炉温之间的差值;当所述辊道式烘干炉的实时炉温高于所述目标炉温时,所述辊道式烘干炉的鼓风通道通过制冷器,所述制冷器的制冷功率调节量取决于所述实时炉温与所述目标炉温之间的差值。
较佳地,所述加热器和所述制冷器并列设置在所述鼓风通道的进风口,且所述制冷器的风阻大于所述加热器的风阻。
较佳地,所述添加剂包括整平剂、光亮剂、聚乙二醇、明胶;其中,所述整平剂的流量为60ml/min~120ml/min,所述光亮剂的流量为60ml/min~120ml/min,所述聚乙二醇的流量为80ml/min~160ml/min。
较佳地,所述整平剂为胶原蛋白或聚乙烯亚胺,所述光亮剂为聚二硫二丙磺酸钠、3-巯基-1-丙烷磺酸钠或聚二硫二乙烷磺酸钠中的一种或几种。
较佳地,所述电解液的温度为45℃~55℃,铜离子含量为60g/L~100g/L,硫酸浓度为60g/L~120g/L,电流密度30A/dm2~80A/dm2,阴极辊线速度为4m/min~12m/min。
另一方面,该发明提供提供一种高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔,其采用上述的高韧性耐卷绕锂电铜箔的生产工艺制备而成。
较佳地,所述高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的厚度为4.5μm~9μm,其抗拉强度≥380N/mm2,翘曲度≤30mm。
相比现有技术,本发明的有益效果为:通过超薄锂电铜箔在生箔工序之后设置上述的改性处理对铜箔初品进行处理,其中,改性处理包括防氧化液配比改进的钝化处理及智能控温的烘烤处理,以实现生箔后的两次铜箔初品的两次内应力释放,达到有针对性地对铜箔初品进行内应力释放,从而有效改善铜箔初品的韧性、抗撕边、抗翘曲等性能,满足超薄锂电铜箔裁切加工的安全性、高质量的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔生产系统的流程图;
图2为图1标识A的局部放大图;
图3为图1标识B的局部放大图;
图4为本发明实施例提供的高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔生产工艺的流程图。
附图标记说明:
10-溶解液制备设备、11-溶铜罐、12-储液罐、13-粗过滤器、14-净液罐、15-精密过滤器、16-冷却器;
20-电解液制备设备、21-高位罐、22-加料泵;
30-生箔机;
40-改性处理设备、41-钝化槽、411-导入辊、412-液下导入辊、413-液下导出辊、42-辊道式烘干炉、421-挤液辊、422-翘曲度检测装置、423-鼓风通道、424-加热器、425-制冷器;
50-分切设备、51-陈化箱、52-分切机。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明的实施例,而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示,本发明的实施例提供一种高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,应用于高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产系统。如图1所示,所述生产系统包括溶解液制备设备10、电解液制备设备20、生箔机30、改性处理设备40以及分切设备50;其中,所述生箔机30、所述改性处理设备40及所述分切设备50上的锂电铜箔通过辊棒引导。具体地,所述溶解液制备设备10沿着液体流动方向依次包括溶铜罐11、储液罐12、粗过滤器13、净液罐14、精密过滤器15以及冷却器16,两两之间通过加泵管道进行串接;所述电解液制备设备20包括高位罐21及加料泵22;所述改性处理设备40包括钝化槽41和辊道式烘干炉42;所述分切设备50包括陈化箱51和分切机52。
如图2所示,所述钝化槽41上设有导辊。具体地,所述导辊包括有导入辊411、液下导入辊412和液下导出辊413,所述导入辊411设置在所述钝化槽41上方;所述液下导入辊412及所述液下导出辊413均设置在所述钝化槽41内腔,且所述液下导入辊412位于靠近所述导入辊411的一侧,所述液下导出辊413位于所述液下导入辊412的对面用于导出经浸泡后的铜箔初品。具体实践中,所述液下导入辊412与所述液下导出辊413的液下深度相等,且该液下深度控制在0.5m~0.7m。
如图3所示,所述辊道式烘干炉42上设有挤液辊421、翘曲度检测装置422、鼓风通道423、加热器424和制冷器425。具体地,所述挤液辊421位于所述辊道式烘干炉42的上料口,所述翘曲度检测装置422位于所述辊道式烘干炉42的进料口,所述鼓风通道423与所述辊道式烘干炉42的内腔连通,所述加热器424和所述制冷器425并列设置在所述鼓风通道423的进风口。优选地,所述制冷器425的风阻大于所述加热器424的风阻,以使所述辊道式烘干炉42的温降比温升的速率慢,避免超薄锂电铜箔释放应力过程中出现质量风险。
进一步地,所述挤液辊421包括相对设置的上挤液辊和下挤液辊,且均位于所述钝化槽41上方,经过所述液下导出辊413导出的铜箔初品引入所述上挤液辊和所述下挤液辊之间以挤出铜箔初品上的残留钝化液。
如图4所示,本发明的实施例提供一种高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,包括以下步骤S101~S103:
S101:将原料铜加入含有硫酸溶液的溶铜罐中形成溶解液,将溶解液过滤除杂后与添加剂混合,得到电解液。
其中,取铜线和浓度为340~360g/L的硫酸,放入溶铜罐中,控制罐中温度在35~40℃,溶解后得到溶解液送至储液罐中,再经过粗滤进入净液罐中,粗滤过后的溶解液再经精滤及冷却器后进入高位罐,获取纯净的溶解液;通过加入添加剂在高位罐进行反应,得到电解液。具体地,所述电解液的温度为45℃~55℃,铜离子含量为60g/L~100g/L,硫酸浓度为60g/L~120g/L,氯离子含量为10mg/L~30mg/L,电流密度30A/dm2~80A/dm2,阴极辊线速度为4m/min~12m/min。
进一步地,所述添加剂包括整平剂、光亮剂、聚乙二醇、明胶。优选地,所述整平剂为胶原蛋白或聚乙烯亚胺,所述光亮剂为聚二硫二丙磺酸钠、3-巯基-1-丙烷磺酸钠或聚二硫二乙烷磺酸钠中的一种或几种。具体地,所述整平剂的流量为60ml/min~120ml/min,所述光亮剂的流量为60ml/min~120ml/min,所述聚乙二醇的流量为80ml/min~160ml/min。
S102:将制得的所述电解液加入到生箔机的阳极槽内,通电后,铜单质在阴极辊上沉积,得到铜箔初品。
S103:将制得的所述铜箔初品经过改性处理,得到高韧性耐卷绕锂电铜箔;所述改性处理依次包括钝化处理、烘烤处理、收卷处理。
进一步地,所述钝化处理通过导辊将所述铜箔初品移动浸没在含铬离子浓度为0.5g/L~0.9g/L的钝化液中进行防氧化处理,浸泡时长5S~20S,钝化电流为2A~5A,所述钝化液pH为2~3,其包括10~20重量份的铬酐、25~50重量份的葡萄糖、4000~8000重量份的水。
进一步地,所述烘烤处理通过挤液辊将钝化后的所述铜箔初品引入辊道式烘干炉,获取进入时所述铜箔初品的翘曲度信息确定所需的目标炉温,将实时炉温调整为所述目标炉温,以使所述辊道式烘干炉根据进入时所述铜箔初品的翘曲度自适应调节炉温。具体地,当所述辊道式烘干炉的实时炉温低于所述目标炉温时,所述辊道式烘干炉的鼓风通道通过加热器,所述加热器的加热功率调节量取决于所述实时炉温与所述目标炉温之间的差值;当所述辊道式烘干炉的实时炉温高于所述目标炉温时,所述辊道式烘干炉的鼓风通道通过制冷器,所述制冷器的制冷功率调节量取决于所述实时炉温与所述目标炉温之间的差值。
S104:将呈收卷状态的改性铜箔母卷吊入烘箱卡槽内进行改性铜箔母卷的陈化作业,陈化处理后将采用分切机对改性铜箔母卷进行分切,分切后进行包装入库。
综上所述步骤,通过超薄锂电铜箔在生箔工序之后设置改性处理对铜箔初品进行处理;其中,改性处理中的钝化处理将铜箔初品移动浸没于含预设重量份的铬酐、葡萄糖及水的钝化液中相应的时长,以使铜箔初品在防氧化处理的基础上,起到释放内应力的效果;并且,钝化处理后的铜箔初品将钝化液挤出后进入改性处理中的烘烤处理,在检测进入烘烤处理的铜箔初品的实时翘曲度,确定实时铜箔初品所需的目标炉温,根据目标炉温与实时炉温的差值,通过对辊道式烘干炉的鼓风风道选择加热器或制冷器,以提高或者减低向辊道式烘干炉鼓风温度,以使辊道式烘干炉处于目标炉温下对铜箔初品进行烘烤,达到进一步有针对性地对铜箔初品进行内应力释放。
实施例1
步骤1:电解液制备
控制溶铜罐温度在35℃~40℃,按生产进程分别向溶铜罐中逐次添加含铜99.95%铜线和溶度为350g/L的硫酸,充分溶解得到溶解液经过粗滤、精滤、冷却后进入温度控制在45℃~55℃的高位罐;通过向高位罐添加流量为90ml/min的胶原蛋白、流量为90ml/min的聚二硫二丙磺酸钠、流量为120ml/min的聚乙二醇以及适量明胶,进行电流密度55A/dm2、阴极辊线速度为6m/min等参数的电解反应,得到电解液,其中,电解液的铜离子含量为80g/L、硫酸浓度为90g/L。
步骤2:锂电铜箔生箔
将制得的所述电解液加入到生箔机的阳极槽内,通电后,铜单质在阴极辊上沉积,得到铜箔初品。
步骤3:改性处理
将15重量份的铬酐、40重量份的葡萄糖、6000重量份的水进行配比制成钝化液添加至钝化槽中,使得钝化槽中的钝化液中的铬离子浓度为0.7g/L,将铜箔初品移动浸没在含铬离子浓度为0.7g/L的钝化液中进行防氧化处理;
经过防氧化处理后的铜箔初品进入辊道式烘干炉时检测启翘曲度确定所需的目标炉温,在所述辊道式烘干炉的实时炉温低于所述目标炉温时,所述辊道式烘干炉的鼓风通道通过加热器鼓入热风,将炉温调整至目标炉温进行烘烤后收卷。
步骤4:分切包装处理
将呈收卷状态的改性铜箔母卷吊入烘箱卡槽内进行改性铜箔母卷的陈化作业,陈化处理后将采用分切机对改性铜箔母卷进行分切,分切后进行包装入库。随机取出5卷锂电铜箔,分别测试其厚度、抗拉强度、翘曲度参数并求均值,具体请参阅表1。
实施例2
步骤1:电解液制备
控制溶铜罐温度在35℃~40℃,按生产进程分别向溶铜罐中逐次添加含铜99.95%铜线和溶度为340g/L的硫酸,充分溶解得到溶解液经过粗滤、精滤、冷却后进入温度控制在45℃~55℃的高位罐;通过向高位罐添加流量为60ml/min的聚乙烯亚胺、流量为60ml/min的3-巯基-1-丙烷磺酸钠、流量为80ml/min的聚乙二醇以及适量明胶,进行电流密度30A/dm2、阴极辊线速度为4m/min等参数的电解反应,得到电解液,其中,电解液的铜离子含量为60g/L、硫酸浓度为60g/L。
步骤2:锂电铜箔生箔
将制得的所述电解液加入到生箔机的阳极槽内,通电后,铜单质在阴极辊上沉积,得到铜箔初品。
步骤3:改性处理
将10重量份的铬酐、25重量份的葡萄糖、4000重量份的水进行配比制成钝化液添加至钝化槽中,使得钝化槽中的钝化液中的铬离子浓度为0.5g/L,将铜箔初品移动浸没在含铬离子浓度为0.5g/L的钝化液中进行防氧化处理;
经过防氧化处理后的铜箔初品进入辊道式烘干炉时检测启翘曲度确定所需的目标炉温,在所述辊道式烘干炉的实时炉温高于所述目标炉温时,所述辊道式烘干炉的鼓风通道通过制冷器鼓入冷风,将炉温调整至目标炉温进行烘烤后收卷。
步骤4:分切包装处理
将呈收卷状态的改性铜箔母卷吊入烘箱卡槽内进行改性铜箔母卷的陈化作业,陈化处理后将采用分切机对改性铜箔母卷进行分切,分切后进行包装入库。随机取出5卷锂电铜箔,分别测试其厚度、抗拉强度、翘曲度参数并求均值,具体请参阅表1。
实施例3
步骤1:电解液制备
控制溶铜罐温度在35℃~40℃,按生产进程分别向溶铜罐中逐次添加含铜99.95%铜线和溶度为360g/L的硫酸,充分溶解得到溶解液经过粗滤、精滤、冷却后进入温度控制在45℃~55℃的高位罐;通过向高位罐添加流量为120ml/min的胶原蛋白、流量为120ml/min的聚二硫二乙烷磺酸钠、流量为160ml/min的聚乙二醇以及适量明胶,进行电流密度80A/dm2、阴极辊线速度为12m/min等参数的电解反应,得到电解液,其中,电解液的铜离子含量为100g/L、硫酸浓度为120g/L。
步骤2:锂电铜箔生箔
将制得的所述电解液加入到生箔机的阳极槽内,通电后,铜单质在阴极辊上沉积,得到铜箔初品。
步骤3:改性处理
将20重量份的铬酐、50重量份的葡萄糖、8000重量份的水进行配比制成钝化液添加至钝化槽中,使得钝化槽中的钝化液中的铬离子浓度为0.9g/L,将铜箔初品移动浸没在含铬离子浓度为0.9g/L的钝化液中进行防氧化处理;
经过防氧化处理后的铜箔初品进入辊道式烘干炉时检测启翘曲度确定所需的目标炉温,在所述辊道式烘干炉的实时炉温高于所述目标炉温时,所述辊道式烘干炉的鼓风通道通过制冷器鼓入冷风,将炉温调整至目标炉温进行烘烤后收卷。
步骤4:分切包装处理
将呈收卷状态的改性铜箔母卷吊入烘箱卡槽内进行改性铜箔母卷的陈化作业,陈化处理后将采用分切机对改性铜箔母卷进行分切,分切后进行包装入库。随机取出5卷锂电铜箔,分别测试其厚度、抗拉强度、翘曲度参数并求均值,具体请参阅表1。
对比例1
步骤1:电解液制备
控制溶铜罐温度在35℃~40℃,按生产进程分别向溶铜罐中逐次添加含铜99.95%铜线和溶度为350g/L的硫酸,充分溶解得到溶解液经过粗滤、精滤、冷却后进入温度控制在45℃~55℃的高位罐;通过向高位罐添加流量为90ml/min的胶原蛋白、流量为90ml/min的聚二硫二丙磺酸钠、流量为120ml/min的聚乙二醇以及适量明胶,进行电流密度55A/dm2、阴极辊线速度为6m/min等参数的电解反应,得到电解液,其中,电解液的铜离子含量为80g/L、硫酸浓度为90g/L。
步骤2:锂电铜箔生箔
将制得的所述电解液加入到生箔机的阳极槽内,通电后,铜单质在阴极辊上沉积,得到铜箔初品。
步骤3:常规钝化及烘烤处理
将铜箔初品移动浸没在含铬离子浓度为0.7g/L的钝化液中进行防氧化处理;经过防氧化处理后的铜箔初品进入辊道式烘干炉进行烘烤后收卷。
步骤4:分切包装处理
将呈收卷状态的改性铜箔母卷吊入烘箱卡槽内进行改性铜箔母卷的陈化作业,陈化处理后将采用分切机对改性铜箔母卷进行分切,分切后进行包装入库。随机取出5卷锂电铜箔,分别测试其厚度、抗拉强度、翘曲度参数并求均值,具体请参阅表1。
表1:各实施例锂电铜箔性能参数值
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
厚度:μm | 5 | 6.8 | 8.5 | 12 |
抗拉强度:N/mm<sup>2</sup> | 385 | 390 | 395 | 320 |
翘曲度:mm | 28 | 25 | 22 | 60 |
通过表1可知,与传统的锂电铜箔生箔工序后采用常规钝化、烘烤处理工艺,本申请通过超薄锂电铜箔在生箔工序之后设置改性处理对铜箔初品进行处理,其中改性处理包括防氧化液配比改进的钝化处理及智能控温的烘烤处理的,可以有效改善铜箔初品的韧性、抗撕边、抗翘曲等性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1、将原料铜加入含有硫酸溶液的溶铜罐中形成溶解液,将溶解液过滤除杂后与添加剂混合,得到电解液;
步骤S2、将制得的所述电解液加入到生箔机的阳极槽内,通电后,铜单质在阴极辊上沉积,得到铜箔初品;
步骤S3、将制得的所述铜箔初品经过改性处理,得到高韧性耐卷绕锂电铜箔;所述改性处理依次包括钝化处理、烘烤处理、收卷处理;
其中,所述钝化处理通过导辊将所述铜箔初品移动浸没在含铬离子浓度为0.5g/L~0.9g/L的钝化液中进行防氧化处理,浸泡时长5S~20S,钝化电流为2A~5A,所述钝化液pH为2~3,其包括10~20重量份的铬酐、25~50重量份的葡萄糖、4000~8000重量份的水;
所述烘烤处理通过挤液辊将钝化后的所述铜箔初品引入辊道式烘干炉,获取进入时所述铜箔初品的翘曲度信息确定所需的目标炉温,将实时炉温调整为所述目标炉温,以使所述辊道式烘干炉根据进入时所述铜箔初品的翘曲度自适应调节炉温。
2.根据权利要求1所述的高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,其特征在于,对所述铜箔初品进行钝化处理的设备包括钝化槽和所述导辊,所述导辊包括有导入辊、液下导入辊和液下导出辊,所述导入辊设置在所述钝化槽上方;所述液下导入辊及所述液下导出辊均设置在所述钝化槽内腔,且所述液下导入辊位于靠近所述导入辊的一侧,所述液下导出辊位于所述液下导入辊的对面用于导出经浸泡后的铜箔初品。
3.根据权利要求2所述的高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,其特征在于,所述液下导入辊与所述液下导出辊的液下深度相等,且该液下深度控制在0.5m~0.7m。
4.根据权利要求2所述的高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,其特征在于,所述挤液辊包括相对设置的上挤液辊和下挤液辊,且均位于所述钝化槽上方,经过所述液下导出辊导出的铜箔初品引入所述上挤液辊和所述下挤液辊之间以挤出铜箔初品上的残留钝化液。
5.根据权利要求1所述的高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,其特征在于,当所述辊道式烘干炉的实时炉温低于所述目标炉温时,所述辊道式烘干炉的鼓风通道通过加热器,所述加热器的加热功率调节量取决于所述实时炉温与所述目标炉温之间的差值;当所述辊道式烘干炉的实时炉温高于所述目标炉温时,所述辊道式烘干炉的鼓风通道通过制冷器,所述制冷器的制冷功率调节量取决于所述实时炉温与所述目标炉温之间的差值。
6.根据权利要求5所述的高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,其特征在于,所述加热器和所述制冷器并列设置在所述鼓风通道的进风口,且所述制冷器的风阻大于所述加热器的风阻。
7.根据权利要求1所述的高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,其特征在于,所述添加剂包括整平剂、光亮剂、聚乙二醇、明胶;其中,所述整平剂的流量为60ml/min~120ml/min,所述光亮剂的流量为60ml/min~120ml/min,所述聚乙二醇的流量为80ml/min~160ml/min。
8.根据权利要求1所述的高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,其特征在于,所述整平剂为胶原蛋白或聚乙烯亚胺,所述光亮剂为聚二硫二丙磺酸钠、3-巯基-1-丙烷磺酸钠或聚二硫二乙烷磺酸钠中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的生产工艺,其特征在于,所述电解液的温度为45℃~55℃,铜离子含量为60g/L~100g/L,硫酸浓度为60g/L~120g/L,电流密度30A/dm2~80A/dm2,阴极辊线速度为4m/min~12m/min。
10.采用权利要求1~9中任一项所述的高韧性耐卷绕锂电铜箔的生产工艺制备而成的高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔,其特征在于,所述高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔的厚度为4.5μm~9μm,其抗拉强度≥380N/mm2,翘曲度≤30mm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210319189.5A CN114808045A (zh) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔及其生产工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210319189.5A CN114808045A (zh) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔及其生产工艺 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114808045A true CN114808045A (zh) | 2022-07-29 |
Family
ID=82531409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210319189.5A Pending CN114808045A (zh) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔及其生产工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114808045A (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105648203A (zh) * | 2014-11-14 | 2016-06-08 | 宝山钢铁股份有限公司 | 钢板在线连续快速感应加热控制方法和装置 |
CN108560025A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-09-21 | 九江德福科技股份有限公司 | 一种电解铜箔的制备方法 |
CN109930180A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-06-25 | 福建清景铜箔有限公司 | 一种可精确控制铜箔整体面密度的生箔机 |
CN111472005A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-07-31 | 青海电子材料产业发展有限公司 | 一种电解铜箔酸性环保型防氧化工艺 |
US20210135233A1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | Chang Chun Petrochemical Co., Ltd. | Copper foil having excellent heat resistance property |
-
2022
- 2022-03-29 CN CN202210319189.5A patent/CN114808045A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105648203A (zh) * | 2014-11-14 | 2016-06-08 | 宝山钢铁股份有限公司 | 钢板在线连续快速感应加热控制方法和装置 |
CN108560025A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-09-21 | 九江德福科技股份有限公司 | 一种电解铜箔的制备方法 |
CN109930180A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-06-25 | 福建清景铜箔有限公司 | 一种可精确控制铜箔整体面密度的生箔机 |
US20210135233A1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | Chang Chun Petrochemical Co., Ltd. | Copper foil having excellent heat resistance property |
CN111472005A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-07-31 | 青海电子材料产业发展有限公司 | 一种电解铜箔酸性环保型防氧化工艺 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
《电镀用材料和设备手册》编写组: "《电镀用材料和设备手册》", 31 December 1989, 国防工业出版社 * |
方景礼: "《电镀添加剂理论与应用》", 30 April 2006 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110438531B (zh) | 一种应用于锂电池的超薄铜箔制备方法及系统 | |
JP2018111882A (ja) | しわが実質的にない電解銅箔、それを含む電極、それを含む二次電池、およびその製造方法 | |
EP2947182A1 (en) | Method and system for producing electrolytic copper foil by using reverse flow of copper sulfate solution | |
EP1366532B1 (en) | Continuous extruded lead alloy strip for battery electrodes | |
CN110923755B (zh) | 一种锂电铜箔表面防氧化工艺 | |
CN110724979A (zh) | 一种电解铜箔用添加剂、超低峰值hvlp铜箔及其制备方法 | |
CN112176233A (zh) | 一种太阳能支架边框铝合金型材生产工艺 | |
CN109554746B (zh) | 一种高压高比容腐蚀箔的制造方法 | |
JP2001520706A (ja) | 銅線および銅線の製造方法 | |
CN111778533A (zh) | 一种往返式电镀铜包铝的生产工艺 | |
CN114808045A (zh) | 高韧性耐卷绕超薄锂电铜箔及其生产工艺 | |
CN115992374A (zh) | 半固态电池专用铜箔的制备方法及生产系统 | |
CN113981494B (zh) | 一种降低电解铜箔抗剥离强度热损失率的表面处理工艺 | |
CN114808076B (zh) | 一种弯曲性能良好电极箔的制备方法 | |
CN113337862B (zh) | 一种0.1毫米超幅宽压延铜箔的表面处理工艺 | |
JPH0610181A (ja) | 電解銅箔 | |
CN113737238B (zh) | 一种超低轮廓度压延铜箔表面粗化处理方法 | |
CN110085429B (zh) | 一种铝电解电容器用中高压阳极铝箔脉冲沉积纳米锡点的方法 | |
CN215560730U (zh) | 一种电解铜箔工艺中生箔粗化电解设备 | |
CN111321434B (zh) | 一种高硅钢磁性超薄带的连续生产工艺及装置 | |
CN113481550B (zh) | 一种减成法制备低翘曲极薄电解铜箔的方法 | |
CN211645441U (zh) | 一种防止固化喷淋结晶造成铜箔压坑装置 | |
CN117702098A (zh) | 电解铜箔及电解铜箔表面处理工艺 | |
CN114892232B (zh) | 应用于胶管钢丝的低损耗电镀工艺 | |
CN214937939U (zh) | 一种能够均匀加热电解液的电解槽 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220729 |