CN115725951A - 一种双面连续沉积镀层的金属化薄膜制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双面连续沉积镀层的金属化薄膜制备方法，通过装料、关合腔体、抽真空、放卷使薄膜均匀贴合在制冷鼓上、送高纯金属丝、电子枪混合加热机构工作、大量金属离子均匀附着在薄膜上、收卷、破真空、开放腔体和取料，通过上述步骤制备一次完成双面连续沉积镀层金属化薄膜的生产，其镀层均匀度一致，且生产过程中制冷系统内部循环用水，无废水、废料、废气产生，具有零污染、零排放的特点。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种双面连续沉积镀层金属化薄膜的制备方法。
背景技术
金属化薄膜即在薄膜的表面蒸镀一层金属膜代替金属箔作为电极，因为金属化膜层的厚度远小于金属箔的厚度，因此卷绕后体积也比金属箔式电池体积小很多。
现行的金属化薄膜生产工艺是先通过磁控溅射在薄膜上打底，再进行水电镀。这种工艺出来的产品镀层均匀度差，效率低，污染大。而现有的蒸镀加工系统比较单一，蒸镀机内通过送丝机构送进蒸镀坩埚的金属丝因熔融温度低导致熔融时间长，降低蒸镀过程中蒸汽的密度，导致薄膜表面的蒸镀层均匀性差、镀层厚度不达标，需要通过10次以上的反复蒸镀才能达到镀层厚度要求，生产效率极低，且膜易出现折皱，影响产品品质。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双面连续沉积镀层的金属化薄膜制备方法。
本发明解决上述技术问题的方案如下：
一种双面连续沉积镀层的金属化薄膜制备方法，包括以下步骤：
S1、将薄膜、金属丝装入真空室内，并利用真空室放卷机构将薄膜放置好，且薄膜通过制冷鼓铺设作为基膜，再利用送丝装置传动金属丝，并连接位于制冷鼓下方的蒸发机构，然后关闭真空室；
S2、在S1中将真空室关闭后，开启真空泵，将真空室内部抽取至工作状态，此时薄膜紧贴在制冷鼓的表面上，同时制冷鼓外接冷水泵，并通过冷水泵往制冷鼓内送入冷液，保持制冷鼓的冷热交换功能；
S3、在S2中将真空室抽至工作状态后，即进行金属镀层处理，具体步骤为：
S31、同时开启放卷、收卷机构的电机、送丝装置的电机，使得薄膜经过制冷鼓进行输送，而送丝装置将金属丝缓慢送入蒸发机构中；
S32、开启蒸发控制系统，电子枪混合加热机构正常启动,利用加速电子轰击金属丝，在大功率的电子束作用下产生高温，使金属丝蒸发，同时对蒸发过程中的离子再次进行二次赋能，使离子获得更大的能量，从而增加离子附着在薄膜表面的数量和质量，在受到制冷鼓的换热冷却作用后，使薄膜的物理性能不变，金属迅速沉积在薄膜表面，完成薄膜的金属化处理；
S4、在S3完成薄膜的金属镀层后，通过放气阀对真空室放气完成破真空室，最后打开真空取出双面沉积镀层的金属化薄膜。
优选的，S1中的薄膜为4微米或以上厚度的BOPP或PET薄膜。
优选的，S3中的电子枪混合加热机构由发射电子的热阴极、辅助蒸发系统和作为阳极的金属丝组成，且通过调节电子束和辅助蒸发系统的功率来控制金属丝的蒸发速率和镀膜速度，进而调整镀层的厚度，单面镀层厚度≥1微米。
优选的，S3中的金属送丝机构为连续送丝设计，不间断地为电子枪输送可蒸发的金属。
优选的，S1－S3中的制冷鼓为双制冷热鼓，可同时对薄膜的两面进行金属沉积工艺。
本发明的有益效果为：
1.本发明的制备方法是直接通过真空蒸发设备通过大量的金属粒子蒸发沉积到薄膜上，且蒸发速率的通过电子枪混合加热机构进行控制，使得生产的产品具有镀层均匀度及一致性好的优点，另外由于整个生产过程在高真空环境下完成，产品杂质少及清洁度高，这个过程中真空镀膜使用循环水，无废水产生，具有零污染、零排放的特点，与我国目前提倡的碳达峰、碳中和的“双碳”目标一致。
2.本发明制备的金属化薄膜，其镀层厚度单面可达1微米或以上，具有延展性、安全性好和重量轻、体积小的特点；再者金属化薄膜的抗拉伸强度较高，通过BOPP或PET薄膜作为基底，双面金属化后，导电性能与传统的铜箔相同，同时因BOPP或PET薄膜的抗拉伸强度较高，改变了铜箔易断裂的特性，提高了电池的安全性，并由于BOPP或PET薄膜自身较轻且薄，两种材料制成的电池，同体积下铜膜制成的电池容量更大，同等容量下铜膜制成的电池体积更小，同体积下铜膜制成的电池重量更轻。
具体实施方式
对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
实施例
一种双面连续沉积镀层的金属化薄膜制备方法，包括以下步骤：
S1、将薄膜、金属丝装入真空室内，并利用真空室放卷机构将薄膜放置好，且薄膜通过制冷鼓铺设作为基膜，再利用送丝装置传动金属丝，并连接位于制冷鼓下方的蒸发机构，然后关闭真空室；
S2、在S1中将真空室关闭后，开启真空泵，将真空室内部抽取至工作状态，此时薄膜紧贴在制冷鼓的表面上，同时制冷鼓外接冷水泵，并通过冷水泵往制冷鼓内送入冷液，保持制冷鼓的冷热交换功能；
S3、在S2中将真空室抽至工作状态后，即进行金属镀层处理，具体步骤为：
S31、同时开启放卷、收卷机构的电机、送丝装置的电机，使得薄膜经过制冷鼓进行输送，而送丝装置将金属丝缓慢送入蒸发机构中；
S32、开启蒸发控制系统，电子枪混合加热机构正常启动,利用加速电子轰击金属丝，在大功率的电子束作用下产生高温，使金属丝蒸发，同时对蒸发过程中的离子再次进行二次赋能，使离子获得更大的能量，从而增加离子附着在薄膜表面的数量和质量，在受到制冷鼓的换热冷却作用后，使薄膜的物理性能不变，金属迅速沉积在薄膜表面，完成薄膜的金属化处理；
S4、在S3完成薄膜的金属镀层后，通过放气阀对真空室放气完成破真空室，最后打开真空取出双面沉积镀层的金属化薄膜。
优选的，S1中的薄膜为4微米或以上厚度的BOPP或PET薄膜。
优选的，S1中的金属丝为铝丝、锌丝、铜丝、镍丝、钴丝或其他金属丝。
优选的，S3中的电子枪混合加热机构由发射电子的热阴极、辅助蒸发系统和作为阳极的金属丝组成，且通过调节电子束和辅助蒸发系统的功率来控制金属丝的蒸发速率和镀膜速度，进而调整镀层的厚度，单面镀层厚度≥1微米。
优选的，S3中的金属送丝机构为连续送丝设计，不间断地为电子枪输送可蒸发的金属。
优选的，S1－S3中的制冷鼓为双制冷热鼓，可同时对薄膜的两面进行金属沉积工艺。
实施例1
本实施例是将铝金属材料在PET薄膜的双面上进行连续沉积镀层的金属化薄膜制备方法，包括以下步骤：
S1、将PET薄膜、铝丝装入真空室内，并利用真空室放卷机构将PET薄膜放置好，且PET薄膜通过制冷鼓铺设作为基膜，再利用送丝装置传动铝丝，并连接位于制冷鼓下方的蒸发机构，然后关闭真空室；
S2、在S1中将真空室关闭后，开启真空泵，将真空室内部抽取至工作状态，此时PET薄膜紧贴在制冷鼓的表面上，同时制冷鼓外接冷水泵，并通过冷水泵往制冷鼓内送入冷液，保持制冷鼓的冷热交换功能；
S3、在S2中将真空室抽至工作状态后，即进行金属镀层处理，具体步骤为：
S31、同时开启放卷、收卷机构的电机、送丝装置的电机，使得PET薄膜经过制冷鼓进行输送，而送丝装置将铝丝缓慢送入蒸发机构中；
S32、开启蒸发控制系统，电子枪混合加热机构正常启动,利用加速电子轰击铝丝，在大功率的电子束作用下产生高温，使铝丝蒸发，同时对蒸发过程中的离子再次进行二次赋能，使离子获得更大的能量，从而增加离子附着在PET薄膜表面的数量和质量，在受到制冷鼓的换热冷却作用后，使PET薄膜的物理性能不变，金属迅速沉积在PET薄膜表面，完成PET薄膜的金属化处理；
S4、在S3完成PET薄膜的金属镀层后，通过放气阀对真空室放气完成破真空室，最后打开真空取出双面沉积镀层的金属化薄膜。
在本实施例中，S3中的电子枪混合加热机构由发射电子的热阴极、辅助蒸发系统和作为阳极的金属丝组成，且通过调节电子束和辅助蒸发系统的功率来控制金属丝的蒸发速率和镀膜速度，进而调整镀层的厚度，单面镀层厚度≥1微米。
实施例2
本实施例是将铜金属材料在BOPP的双面上进行连续沉积镀层金属化薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、将BOPP、铝丝装入真空室内，并利用真空室放卷机构将BOPP放置好，且BOPP通过制冷鼓铺设作为基膜，再利用送丝装置传动铝丝，并连接位于制冷鼓下方的蒸发机构，然后关闭真空室；
S2、在S1中将真空室关闭后，开启真空泵，将真空室内部抽取至工作状态，此时BOPP紧贴在制冷鼓的表面上，同时制冷鼓外接冷水泵，并通过冷水泵往制冷鼓内送入冷液，保持制冷鼓的冷热交换功能；
S3、在S2中将真空室抽至工作状态后，即进行金属镀层处理，具体步骤为：
S31、同时开启放卷、收卷机构的电机、送丝装置的电机，使得BOPP经过制冷鼓进行输送，而送丝装置将铝丝缓慢送入蒸发机构中；
S32、开启蒸发控制系统，电子枪混合加热机构正常启动,利用加速电子轰击铝丝，在大功率的电子束作用下产生高温，使铝丝蒸发，同时对蒸发过程中的离子再次进行二次赋能，使离子获得更大的能量，从而增加离子附着在BOPP表面的数量和质量，在受到制冷鼓的换热冷却作用后，使BOPP的物理性能不变，金属迅速沉积在BOPP表面，完成BOPP的金属化处理；
S4、在S3完成BOPP的金属镀层后，通过放气阀对真空室放气完成破真空室，最后打开真空取出双面沉积镀层的金属化薄膜。
在本实施例中，S3中的电子枪混合加热机构由发射电子的热阴极、辅助蒸发系统和作为阳极的金属丝组成，且通过调节电子束和辅助蒸发系统的功率来控制金属丝的蒸发速率和镀膜速度，进而调整镀层的厚度，单面镀层厚度≥1微米。
本发明的有益效果为：1.本发明的制备方法是直接通过真空蒸发设备通过大量的金属粒子蒸发沉积到薄膜上，且蒸发速率的通过电子枪混合加热机构进行控制，使得生产的产品具有镀层均匀度及一致性好的优点，另外由于整个生产过程在高真空环境下完成，产品杂质少及清洁度高，这个过程中真空镀膜使用循环水，无废水产生，具有零污染、零排放的特点，与我国目前提倡的碳达峰、碳中和的“双碳”目标一致。
2.本发明制备的金属化薄膜，其镀层厚度单面可达1微米或以上，具有延展性、安全性好和重量轻、体积小的特点；再者金属化薄膜的撕裂强度较小，通过BOPP或PET薄膜作为基底，双面金属化后，导电性能与传统的铜箔相同，同时因BOPP或PET薄膜的抗拉伸强度较高，改变了铜箔易断裂的特性，提高了电池的安全性，并由于BOPP或PET薄膜自身较轻且薄，两种材料制成的电池，同体积下铜膜制成的电池容量更大，同等容量下铜膜制成的电池体积更小，同体积下铜膜制成的电池重量更轻。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种双面连续沉积镀层的金属化薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将薄膜、金属丝装入真空室内，并利用真空室放卷机构将薄膜放置好，且薄膜通过制冷鼓铺设作为基膜，再利用送丝装置传动金属丝，并连接位于制冷鼓下方的蒸发机构，然后关闭真空室；
S2、在S1中将真空室关闭后，开启真空泵，将真空室内部抽取至工作状态，此时薄膜紧贴在制冷鼓的表面上，同时制冷鼓外接冷水泵，并通过冷水泵往制冷鼓内送入冷液，保持制冷鼓的冷热交换功能；
S3、在S2中将真空室抽至工作状态后，即进行金属镀层处理，具体步骤为：
S31、同时开启放卷、收卷机构的电机、送丝装置的电机，使得薄膜经过制冷鼓进行输送，而送丝装置将金属丝缓慢送入蒸发机构中；
S32、开启蒸发控制系统，电子枪混合加热机构正常启动,利用加速电子轰击金属丝，在大功率的电子束作用下产生高温，使金属丝蒸发，同时对蒸发过程中的离子再次进行二次赋能，使离子获得更大的能量，从而增加离子附着在薄膜表面的数量和质量，在受到制冷鼓的换热冷却作用后，使薄膜的物理性能不变，金属迅速沉积在薄膜表面，完成薄膜的金属化处理；
S4、在S3完成薄膜的金属镀层后，通过放气阀对真空室放气完成破真空室，最后打开真空取出双面沉积镀层的金属化薄膜。
2.如权利要求1所述的一种双面连续沉积镀层的金属化薄膜制备方法，其特征在于：S1中的薄膜为4微米或以上厚度的BOPP或PET薄膜。
3.如权利要求1所述的一种双面连续沉积镀层金属化薄膜的制备方法，其特征在于：S3中的电子枪混合加热机构由发射电子的热阴极、辅助蒸发系统和作为阳极的金属丝组成，且通过调节电子束和辅助蒸发系统的功率来控制金属丝的蒸发速率和镀膜速度，进而调整镀层的厚度，单面镀层厚度≥1微米。
4.如权利要求1所述的一种双面连续沉积镀层金属化薄膜的制备方法，其特征在于：S3中的金属送丝机构为连续送丝设计，不间断地为电子枪输送可蒸发的金属。
5.如权利要求1所述的一种双面连续沉积镀层金属化薄膜的制备方法，其特征在于：S1－S3中的制冷鼓为双制冷热鼓，可同时对薄膜的两面进行金属沉积工艺。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| 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 |
Application publication date: 20230303 |
|
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