CN116145085A - 一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池,公开了一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,放卷装置输出的塑料基材依次通过预处理装置、第一镀膜装置、第一活化清洗装置、第二镀膜装置、清洗干燥装置处理后进入收卷装置,第一镀膜装置先为基材两面镀覆纳米膜,第二镀膜装置再镀覆微米膜,形成厚度均匀的电子复合膜,该生产线工序连贯、一体化成型效果好、生产效率明显提高;第一活化清洗装置内盛装有第一活化清洗液,能对基材表面进行清洗和刻蚀,进一步提高电子复合膜的结合强度和质量,同时采用电解法对清洗废液、废弃金属进行回收,既能减少排放污染,还能实现资源重复利用;本发明还提出一种先蒸镀后磁控溅射形成第一膜层的方式,能更进一步提高镀膜强度、质量和效率。

Description

一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线及工艺
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域,具体为一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线及工艺。
背景技术
目前锂电池的安全性和能量密度备受关注。安全性方面,锂电池内部电解液的可燃性以及高能量密度致使其在使用过程中发生热失控现象,进而导致电动汽车起火自燃。锂电池热失控的本质是高温使得电池内部活性材料发生放热反应放出大量热量,致使电池温度迅速提升、内部材料发生变化,包括隔膜破裂、电池正负极直接接触,进而造成内短路现象。能量密度方面,电池的能量密度决定了电动汽车的续航能力,包括体积密度和质量密度。正负极材料是锂电池活性储能材料。铜箔作为负极材料的载体和集流体,在提升电池能量密度方面至关重要。《中国制造2025》规划提出我国动力电池能量密度于2025年将达到400W·h/kg,2030年将达到500W·h/kg。锂电池安全性问题日益突出。伴随锂离子电池向着高能量密度方向发展,电池的安全性问题日益突出,其最大的安全隐患包括爆炸、漏液等。
随着新能源行业的快速发展,与锂离子电池研发生产相关的各类原材料需求快速增长,同时电池的研发提升方向着重于在有限的汽车空间中将电池尺寸减小,增加同等空间的电池容量,从而提高电池性能。在新能源汽车所用的电池中,电池正负极使用铝箔及铜箔作为正负极材料,厚度高,强度低,导致电池重量大,且电池受撞击时易发生电池液泄露。现已有相关技术采用电子复合膜来替代传统的铝箔及铜箔,其厚度可降至1/2,且重量更轻,可增加同等体积的电池容量,后期加工中的抗拉伸强度高,也大幅提高新能源汽车电池的安全性。
电子复合膜是在不导电的塑料基材表面涂覆一层金属导电层而形成的。现有技术一般是通过磁控溅射法、蒸发镀膜法、电镀法或涂覆法来进行镀膜。电镀法无法直接对塑料基材进行镀膜,现有技术中电镀前后一般使用低浓度的磷酸、柠檬酸、盐酸、硝酸、硫酸等酸性溶液或者其混合酸溶液活化基材,其刻蚀效果差,活化基材后的废液无法直接有效利用,会产生危害人体健康和污染环境的废水、废气、废渣,不利于生产和环保;涂覆法制备电子复合薄膜是通过涂覆然后机械压合而形成,而不是冶金结合,因此塑料基材与导电层的结合力不强,所制备电子复合膜的性能较差;磁控溅射法及蒸发镀膜法镀膜较薄,制备成微米级薄膜所需时间、成本较高,蒸发镀膜的结合力虽能满足镀膜需求,但弱于磁控镀膜的结合力,其均匀性和致密性均弱于磁控镀膜,而镀膜速度却快于磁控镀膜,但大功率激发高熔点金属靶材因能量高易击穿塑料基材。当需对塑料基材镀覆微米级的金属导电层时,现有镀膜工艺难以一次性实现,且存在工序不连贯、一体化成型效果差、生产效率低下、污染环境等问题。
为解决上述问题,本发明提出了一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线及工艺,先通过磁控溅射法和/或蒸镀法在塑料基材表面制备纳米薄膜,然后再通过电镀法将其增厚成微米膜形成电子复合膜;采用磁控溅射法或蒸镀法对基材表面镀覆高致密纳米薄膜,能提高电镀时基材与微米膜的结合强度,而且电镀法增厚成微米膜所需的时间短、成本较低;另外,该生产线上还设有活化清洗装置来提高复合膜的制备质量,并通过电解法对工业废水中的金属进行回收,减少环境污染。
发明内容
本发明目的在于提供一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线及工艺,以解决磁控溅射法、蒸镀法或涂覆法、电镀法等方法中存在的镀膜质量不足、效率低下等问题及在塑料基材表面镀覆较厚导电膜时现有镀膜工艺存在的难以一次性实现、工序不连贯、一体化成型效果差、生产效率低下、污染环境等问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,包括放卷装置、预处理装置、第一镀膜装置、第一活化清洗装置、第二镀膜装置、清洗干燥装置、收卷装置;所述放卷装置输出的塑料基材依次通过预处理装置、第一镀膜装置、第一活化清洗装置、第二镀膜装置、清洗干燥装置处理后进入收卷装置;所述第一活化清洗装置内盛放有第一活化清洗液,所述第一活化清洗液为pH值为2-6的过硫酸盐溶液。
作为优选的,塑料基材通过设置在预处理装置、第一镀膜装置、第一活化清洗装置、第二镀膜装置、清洗干燥装置中的辊轮进行传动,辊轮的线速度为1m/min-15m/min。
作为优选的,所述第一活化清洗装置包括清洗槽、喷淋装置、存液槽、第一阳极、第一阴极、第一循环管、第二循环管、循环泵、止流阀;
所述存液槽的输出通过第一循环管连接所述喷淋装置的输入,所述存液槽的输入通过第二循环管连接所述清洗槽的输出,所述第一循环管、第二循环管上均设有循环泵和止流阀;
所述清洗槽底部还设有第一阳极和第一阴极,对刻蚀清洗后的废液及其中的废弃金属进行电解回收;
第一阳极为惰性材料,选自掺硼金刚石、石墨、Ti4O7、IrO2、RuO2、PbO或Pt中的一种,第一阴极材料选自Ag、Cu、Au、Al、W、Ni、Fe、Pt中的一种,电流密度为5-15ASD;
所述喷淋装置设有两组喷嘴,所述两组喷嘴延伸至清洗槽中,分别处于表面镀膜后的塑料基材正反面上下两侧,对塑料基材正反面喷射第一活化清洗液,对塑料基材正反面进行清洗刻蚀。
作为优选的,所述第一活化清洗液是通过硫酸调节过硫酸盐溶液pH值至2-6的混合溶液;所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种;过硫酸盐溶液的质量体积浓度为50g/L-300g/L;硫酸的摩尔浓度为0.1M-1M。
作为优选的,所述第一镀膜装置设有真空蒸发镀膜装置和/或磁控溅射镀膜装置,对塑料基材正反两面镀覆第一膜层;所述真空蒸发镀膜装置包括第一蒸镀装置和第二蒸镀装置,塑料基材经第一蒸镀装置对其一个表面镀膜后经过辊轮换向,再进入第二蒸镀装置对塑料基材另一面进行镀膜;所述磁控溅射镀膜装置包括两组分置于塑料基材正反面上下两侧的磁控溅射靶。
作为优选的,所述磁控溅射镀膜装置、所述真空蒸发镀膜装置的进出口处均安装有与塑料基材表面接触的张力传感器,检测所述塑料基材的表面张力。
作为优选的,所述第二镀膜装置为电镀装置,为塑料基材正反两面镀覆第二膜层,所述电镀装置包括电镀槽、第二阴极、第二阳极以及电镀液,所述第二阳极为两组,设于所述电镀槽中,所述塑料基材处于两组第二阳极之间,塑料基材正反两面镀覆的第一膜层作为第二阴极,所述电镀液是由膜层金属的盐与酸组成的pH值为3-6的混合溶液;所述膜层金属的盐选自Cu、Al、Ag、Ni、Zn中至少一种金属的硫酸盐或硝酸盐或氯盐;所述酸为盐酸或硫酸。
作为优选的,所述磁控溅射镀膜装置中的靶材、所述真空蒸发镀膜装置中的蒸发材料、所述电镀装置中的第二阳极材料均与镀覆在塑料基材正反两面的膜层金属或合金相同,所述金属选自Cu、Al、Ag、Ni、Zn中的一种,所述合金选自Cu-Zn、Al-Zn、Ag-Cu、Ag-Ni、Ag-Fe、Ni-Cu、Cu-Zn-Ni、Cu-Ni-Sn中的一种。
作为优选的,一种锂电池集流体双面镀膜连续生产工艺,采用如上述一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,包括以下步骤:
S1、放卷装置将塑料基材放卷经预处理装置碱洗、水洗、干燥后,进入第一镀膜装置;
S2、第一镀膜装置在保护气氛下对塑料基材正反面进行蒸镀或溅射或先蒸镀后溅射,在塑料基材正反面镀覆第一膜层,然后,将塑料基材输送至第一活化清洗装置;
保护气氛为氩气,氩气流量为10-50sccm;
蒸镀工艺参数为:功为50W-2200W,真空度10-6Pa~10-3Pa,蒸镀速度为0.1A/s-10A/s;
溅射镀膜工艺参数为:溅射功率50W-300W,溅射温度25℃-120℃,真空度0.1Pa-10Pa;
S3、第一活化清洗装置通过其中的喷淋装置设置的两组喷嘴,同时对塑料基材正反面喷射第一活化清洗液,对塑料基材正反面镀覆的第一膜层进行清洗刻蚀后,再输送至第二镀膜装置;同时,第一活化清洗装置通过其清洗槽底部设置的第一阳极和第一阴极,对刻蚀清洗后的废液及其中的废弃金属进行电解回收;
第一活化清洗液是通过硫酸调节过硫酸盐溶液pH值至2-6的混合溶液;所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种;过硫酸盐溶液的质量体积浓度为50g/L-300g/L;硫酸的摩尔浓度为0.1M-1M;喷射速度为10L/min-30L/min,温度为40℃-60℃,喷嘴距第一膜层的距离5cm-10cm;
S4、第二镀膜装置以塑料基材正反面镀覆的第一膜层作为第二阴极,采用双面电镀方式对第二阴极表面镀覆第二膜层,形成电子复合膜,然后,送至清洗干燥装置;
电镀工艺参数为:电镀液温度为40°C-60°C,第二阴极的电流密度为1A/dm2-6A/dm2;电镀液由Cu、Al、Ag、Ni、Zn中至少一种金属的硫酸盐或硝酸盐或氯盐、盐酸或硫酸组成的pH值为3-6的混合溶液,其金属盐溶液的质量浓度为50mg/L-200g/L;
S5、清洗干燥装置对电子复合膜进行清洗、干燥后,送至收卷装置收卷。
作为优选的,在第二镀膜装置与清洗干燥装置之间还设有第二活化清洗装置,对电子复合膜进行活化清洗;第二活化清洗装置的结构与第一活化清洗装置相同,其中盛装有第二活化清洗液,对第二膜层进行清洗刻蚀,并对清洗废液及其中的废弃金属进行电解回收,第二活化清洗液是通过硫酸调节过硫酸盐溶液pH值至2-6的混合溶液;所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种;过硫酸盐溶液的质量体积浓度为50g/L-300g/L;硫酸的摩尔浓度为0.1M-1M;喷射速度为10L/min-30L/min,温度为40℃-60℃。
作为优选的,S4中,塑料基材表面形成电子复合膜后,送至第二活化清洗装置,对电子复合膜进行活化清洗;然后,送至清洗干燥装置清洗、干燥后,送至收卷装置收卷;
第二活化清洗液是通过硫酸调节过硫酸盐溶液pH值至2-6的混合溶液;所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种;过硫酸盐溶液的质量体积浓度为50g/L-300g/L;硫酸的摩尔浓度为0.1M-1M;喷射速度为10L/min- 30L/min,温度为40℃-60℃,喷嘴距第一膜层的距离5cm-10cm。
作为优选,所述塑料基材采用包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PT)、聚对苯二甲酸环己撑二亚甲基酯树脂(PCT)、聚酰亚胺(PI)在内的塑料基材中一种,所述塑料基材的厚度为5um-200um。
作为优选,磁控溅射镀膜时间为20s-600s,优选60s-200s,溅射镀膜厚度为20nm-500nm,优选50nm-150nm;蒸发镀膜时间为20s-600s,优选40s-100s,蒸发镀膜厚度为20nm-500nm,优选55nm-150nm;电镀时间为5min-60min,电镀镀膜厚度为1um-20um。
相比于现有技术,本发明所述生产线及工艺的技术效果如下:
(1)本发明创新性提出一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,包括第一镀膜装置、第二镀膜装置、第一活化清洗装置等装置,第一镀膜装置为塑料基材两面进行镀覆第一层金属纳米膜,提高了塑料基材与电镀膜层的结合强度,第二镀膜装置为塑料基材两面镀覆第二层金属微米膜,形成厚度均匀且具有较厚导电层的电子复合膜,第一活化清洗装置盛装有酸性过硫酸盐溶液作为第一活化清洗液,能清洗掉塑料基材上第一膜层表面残留的杂质及氧化膜,并对第一膜层进行微刻蚀,进一步提高电子复合膜的结合强度和生产质量,该生产线不仅工序连贯、一体化成型效果好,而且生产效率和质量明显提高,电子复合膜可一次成型;
(2)第一活化清洗装置采用电解法对清洗废液及其中的废弃金属进行回收,便于实现资源的再生利用,降低工业水更换成本,减少排放污染;通过阳极氧化再生清洗废液中的过硫酸盐,氧化再生率可达60-80%,清洗废液100%循环使用,真正实现零排放,第一活化清洗液采用电解技术再生,不加入任何化学助剂或添加剂,微蚀液品质保证,第一活化清洗液催化作用强,能明显加快反应速率;通过阴极提取废弃的金属离子,所提取的金属品质好、纯度高达99.99%,能增加企业收益,采用惰性材料作阳极,使用寿命长、电流效率高、节省用电成本;第一活化清洗装置对塑料基材表面第一膜层进行微刻蚀后,会极大改善电镀时第二膜层与第一膜层的结合强度,使膜层质量得到有效提高;经第一活化清洗装置清洗后的塑料基材表面附着有微量的酸性过硫酸盐溶液,溶液中的过硫酸根离子能很好阻止氧化膜的生成或能对已存在的微量氧化膜进行还原,从而有效保证第一膜层表面的活化状态,进而保证第二层导电膜镀覆时与第一层导电膜结合强度,表面携带过硫酸根离子和氢离子的塑料基材进入电镀装置后,阴极电流密度降低,电镀效率提高。
(3)该生产线包含多种组合方式,其中一组为“蒸发镀膜+溅射镀膜+活化清洗+电镀+二次活化清洗”,先通过蒸发镀膜快速、温和地形成结合强度适中的膜层,在蒸发镀膜膜层的保护下再通过磁控溅射镀膜能有效避免溅射高熔点靶材时塑料基材被击穿的风险,能有效提高膜层的均匀性和致密性,然后再通过电镀镀覆较厚的微米膜,相比于现有技术,镀膜速度、质量、效率均得到大幅提升,避免了单独采用蒸发镀膜、磁控溅射镀覆微米膜会时出现的镀膜时间过长的缺陷以及电镀无法实现膜层金属与塑料基材结合的缺陷。
(4)该生产线还在电镀装置后选择性设有第二活化清洗装置,不仅能对电子复合膜表面清洗,还能对电子复合膜表面进行微刻蚀,第二活化清洗装置甚至还能通过控制过硫酸盐的浓度,来调节清洗刻蚀的效果,进而满足不同电子复合膜产品的需求;
(5)第一镀膜装置内设有张力传感器实时监测塑料基材的表面张力,防止塑料基材因张力值过大被拉伸变形甚至拉断,或因张力值过小出现褶皱等问题。
附图说明
图1为一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线的工艺流程图。
图2为本发明实施例1的镀膜连续生产线的示意图。
图3为本发明实施例2的镀膜连续生产线的示意图。
图4为本发明实施例3的镀膜连续生产线的示意图。
图5为本发明磁控溅射镀膜装置的结构示意图。
图6为本发明真空蒸发镀膜装置的结构示意图。
图7为本发明电镀装置的结构示意图。
图8为本发明第一活化清洗装置的示意图,其中图8(a)为本发明第一活化清洗装置的俯视图,图8(b)为图8(a)的A-A剖视图。
图9为实施例1-6的电子复合膜示意图,其中图9(a)为实施例1、4的电子复合膜示意图,图9(b)为实施例2、5的电子复合膜示意图,图9(c)为实施例3、6的电子复合膜示意图。
图10为实施例1、4第一、二活化清洗装置的活化原理示意图,其中图10(a)为实施例1、4第一活化清洗装置的活化原理示意图,图10(b)为实施例1、4第二活化清洗装置的活化原理示意图。
图中:
1放卷装置;2预处理装置;21碱洗装置;22水洗装置;23第一干燥装置;
3第一镀膜装置;31磁控溅射镀膜装置;311磁控溅射靶;312真空腔室;313真空泵组;314气体质量流量控制器;315真空密封组件;316隔板;317水冷辊;318水冷板;
32真空蒸发镀膜装置;32a第一蒸镀装置;32b第二蒸镀装置;321蒸发舟;322放丝装置;323真空腔室;324真空泵组;325真空密封组件;326水冷辊;33张力传感器;
4a第一活化清洗装置;4b第二活化清洗装置;41清洗槽;42喷淋装置;43存液槽;44第一阳极;45第一阴极;46a第一循环管;46b第二循环管;47循环泵;48止流阀;49隔板;
5电镀装置;51电镀槽;52第二阴极;53第二阳极;
6清洗干燥装置;7收卷装置;8塑料基材;9辊轮;
8A磁控溅射镀膜装置镀覆的第一膜层;8B真空蒸发镀膜装置镀覆的第一膜层;8C电镀装置镀覆的第二膜层。
具体实施方式
下面结合实施例和附图来对本发明技术方案作清晰、完整的阐述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“正”、“反”、“上”、“下”、“内”、“上部”、“中部”、“底部”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设有”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1;
参见图1、2、5、7-9,本实施例采用“磁控溅射+活化清洗+电镀+二次活化清洗”的方式对塑料基材8进行镀膜,所采用的镀膜生产线包括通过依次布置的放卷装置1、预处理装置2(碱洗装置21、水洗装置22、第一干燥装置23)、磁控溅射镀膜装置31、第一活化清洗装置4a、电镀装置5、第二活化清洗装置4b、清洗干燥装置6、收卷装置7:
所述生产线上的预处理装置2、磁控溅射镀膜装置31、第一活化清洗装置4a、电镀装置5、第二活化清洗装置4b、清洗干燥装置6内还设有若干个辊轮9,所述塑料基材8通过所述辊轮9进行传动;
第一干燥装置23内设有热风机;
磁控溅射镀膜装置31为塑料基材8镀覆第一膜层使卷装柔性塑料基材8金属化,包括八个磁控溅射靶311、真空腔室312、真空泵组313、气体质量流量控制器314(MFC)、真空密封组件315、隔板316、水冷辊317、水冷板318和张力传感器33;真空腔室312内设有若干隔板316,将真空腔室312分成上下两部分;磁控溅射靶311设于真空腔室312的上部,并分设于塑料基材8正反面上下两侧,每一侧各设有四个磁控溅射靶311,所述塑料基材8的一个表面与同侧的磁控溅射靶311之间还设有与另一侧磁控溅射靶311相对的水冷板318,八个磁控溅射靶311的前后设有水冷辊317,为塑料基材8降温;真空腔室312的下部设有真空泵组313和气体质量流量控制器314(MFC),为磁控溅射镀膜装置31提供真空环境;真空腔室312下部还设有塑料基材8的进出口,该进出口通过真空密封组件315密封;磁控溅射镀膜装置31的进出口处还安装有与塑料基材8表面接触的张力传感器33,检测塑料基材8表面张力,张力传感器33的张力测试数值范围为5N-500N;
第一活化清洗装置4a用于清洗塑料基材8上镀覆的第一膜层表面残留的杂质及氧化膜并对第一膜层表面进行微刻蚀,包括清洗槽41、喷淋装置42、存液槽43、第一阳极44、第一阴极45、第一循环管46a、第二循环管46b、循环泵47、止流阀48;所述存液槽43的输出通过第一循环管46a连接所述喷淋装置42的输入,所述存液槽43的输入通过第二循环管46b连接所述清洗槽41,所述第一循环管46a、第二循环管46b上均设有循环泵47和止流阀48;所述清洗槽41底部还设有第一阳极44和第一阴极45,对刻蚀清洗后的废液及其中的废弃金属进行电解回收;所述喷淋装置42设于所述清洗槽41上方,喷淋装置42设有两组喷嘴,所述两组喷嘴延伸至清洗槽41中,分别处于表面镀膜后的塑料基材8正反面上下两侧,对塑料基材8正反面喷射第一活化清洗液进行清洗刻蚀;所述清洗槽41中部设有水平布置的凹形隔板,隔板49中心的下方设有管道,管道上设有电磁阀开关,流入到所述清洗槽41上部的清洗废液通过该管道流入到所述清洗槽41的底部;
所述存液槽43内盛放有第一活化清洗液,第一活化清洗液流经第一循环管46a后从所述喷淋装置42的输出端喷射至所述塑料基材8的正反两面对其表面进行清洗,形成的清洗废液流至所述清洗槽41中作为电解液;经电解后形成新的第一活化清洗液通过第二循环管46b流入至所述存液槽43内循环利用;塑料基材8上镀覆的第一膜层表面的杂质及残留金属随活化清洗液流入所述清洗槽41,通过第一阴极45进行电解回收;
电镀装置5包括电镀槽51、第二阴极52、第二阳极53以及电镀液,第二阳极53采用金属铜片,塑料基材8表面的第一膜层作为第二阴极52;第二阴极52共有两组,第二阳极53也相应设有两组,分设于电镀槽51中塑料基材8正反面上下两侧,实现双面镀膜;通过电镀装置5为塑料基材8镀覆厚度均匀的第二膜层;
第二活化清洗装置4b与第一活化清洗装置4a相同,盛放有第二活化清洗液,用于清洗电子复合膜表面残留的电解液及金属残渣并进行微刻蚀;
清洗干燥装置6内设有水洗池和热风机。
实施例2;
参见图1、3、6-9,与实施例1的区别在于:本实施例采用“蒸发镀膜+活化清洗+电镀+二次活化清洗”的方式对塑料基材8进行镀膜,所采用的镀膜生产线包括依次布置的放卷装置1、预处理装置2(碱洗装置21、水洗装置22、第一干燥装置23)、真空蒸发镀膜装置32、活化清洗装置4a、电镀装置5、第二活化清洗装置4b、清洗干燥装置6、收卷装置7;
真空蒸发镀膜装置32为塑料基材8镀覆第一膜层使卷装柔性塑料基材8金属化,包括第一蒸镀装置32a和第二蒸镀装置32b,二者结构完全相同,均包括真空腔室323、真空泵组324、真空密封组件325、张力传感器33、蒸发系统、水冷辊326,蒸发系统和真空泵组324按上下位置设于真空腔室323下部的一角,真空泵组324为真空腔室323提供真空环境,所述蒸发系统包括蒸发舟321及设在相邻位置的放丝装置322,蒸发舟321上盛放有蒸镀材料,蒸镀材料在蒸发舟321的作用下蒸发至塑料基材8的一个表面;塑料基材8先通过第一蒸镀装置32a对其一个表面进行镀覆第一膜层,再通过辊轮9进行换向,然后对塑料基材8的另一面镀覆第一膜层;真空腔室323的另外一组对角处设有塑料基材8的进出口,进出口通过真空密封组件325密封;张力传感器33设有两组,分别安装在第一蒸镀装置32a或第二蒸镀装置32b的进出口处,与塑料基材8表面接触,检测塑料基材8表面张力,张力传感器33的张力测试数值范围为5N-500N。
实施例3;
参见图1、4-9,与实施例1、2的区别在于:本实施例采用“蒸发镀膜+磁控溅射+活化清洗+电镀+二次活化清洗”的方式对塑料基材8进行镀膜,所采用的镀膜生产线包括依次布置的放卷装置1、预处理装置2(碱洗装置21、水洗装置22、第一干燥装置23)、真空蒸发镀膜装置32、磁控溅射镀膜装置31、第一活化清洗装置4a、电镀装置5、第二活化清洗装置4b、清洗干燥装置6、收卷装置7。
实施例4;
参见图1-2,本实施例所述一种锂电池集流体双面镀膜连续生产工艺,采用如实施例1所述生产线,包括如下步骤:
S1、放卷装置1将塑料基材8放卷经预处理装置2碱洗、水洗、干燥后,进入磁控溅射镀膜装置31;
风干时间均为5min,温度均为50℃;
辊轮9的线速度为10m/min;
碱洗装置21内盛放有5wt%的NaOH溶液,碱洗温度为50℃,碱洗时间为10min;水洗装置22内盛放有电阻率为18.25MΩ·cm的超纯水;
S2、磁控溅射镀膜装置31在保护气氛下对塑料基材8正反面进行溅射,在塑料基材8正反面镀覆第一膜层,然后,将塑料基材8输送至第一活化清洗装置4a;
保护气氛为氩气,氩气流量为20sccm;
溅射镀膜工艺参数为:溅射靶材采用铜靶,镀膜温度为25℃,真空腔室真空度0.5Pa,电源功率为70W,镀膜过程中实测塑料基材8的表面张力为100N;
S3、第一活化清洗装置4a通过其中的喷淋装置42设置的两组喷嘴,同时对塑料基材8正反面喷射第一活化清洗液,对塑料基材8正反面镀覆的第一膜层进行清洗刻蚀后,再输送至电镀装置5;同时,第一活化清洗装置4a通过其清洗槽41底部设置的第一阳极44和第一阴极45,对刻蚀清洗后的废液及其中的废弃金属进行电解回收;
第一活化清洗液由0.2M 硫酸、100g/L Na2S2O8混合而成的酸性过硫酸钠溶液,喷射速度为15L/min,温度为50℃,喷嘴距第一膜层的距离5cm;
第一阳极44采用石墨,第一阴极45采用铜片,第一阴极45的电流密度为5A/dm2
S4、电镀装置5以塑料基材8正反面镀覆的第一膜层作为第二阴极52,采用双面电镀方式对第二阴极52表面镀覆第二膜层,形成电子复合膜,然后,送入第二活化清洗装置4b进行二次活化清洗,再送至清洗干燥装置6;
电镀工艺参数为:第二阳极53采用铜片,电镀液为由100g/L CuSO4、50mg/L CuCl2、3M H2SO4组成的PH值为4的混合溶液,电镀温度为50°C,第二阴极52的电流密度为1A/dm2
第二活化清洗液为0.1M 硫酸、50g/L Na2S2O8混合而成的酸性过硫酸钠溶液,喷射速度为15L/min,温度为50℃,喷嘴距第二膜层的距离为5cm;
S5、清洗干燥装置6对电子复合膜进行清洗、干燥后,送至收卷装置7收卷;
清洗干燥装置6的水洗池内设有电阻率为18.25MΩ·cm的超纯水对复合膜进行清洗;热风机的风干时间均为5min,温度均为50℃。
本实施例采用实施例1所述工艺对PET塑料基材8进行镀膜,塑料基材8选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),PET塑料基材8的厚度为5um、宽度为600mm;磁控溅射镀膜时间为150s,溅射镀膜厚度为120nm×2;电镀时间为5min,电镀镀膜厚度为1um×2;最后形成厚度为7um的电子复合膜,电子复合膜电导率为铜的80%,具体电导率为45.712×106S/m;相比于传统铜箔质量更轻,重量约为传统铜箔的30%,能量密度高,安全性更高,金属导电层与塑料基材8结合程度良好,生产周期为2h;采用第一活化清洗装置4a和第二活化清洗装置4b后清洗溶液中废弃金属的回收率达到100%。
实施例4-1;
本实施例的其他条件与实施例4相同,与实施例4的区别在于:仅是在制备过程中采用磁控溅射电源功率为250W,溅射镀膜厚度为200nm×2,最后形成厚度为7um的电子复合膜,电子复合膜电导率约为铜的85%,具体电导率为48.569×106S/m;相比于传统铜箔质量更轻,重量约为传统铜箔的30%,能量密度高,安全性更高,金属导电层与塑料基材8结合程度良好,生产周期为2h;采用第一活化清洗装置4a和第二活化清洗装置4b后清洗溶液中废弃金属的回收率达到100%。
实施例4-2;
本实施例的其他条件与实施例4相同,与实施例4的区别在于:仅是在制备过程中采用第二阴极52的电流密度为2A/dm2;电镀镀膜厚度为2um×2,最后形成厚度为9um的电子复合膜,电子复合膜电导率约为铜的78%,具体电导率为44.5692×106S/m;相比于传统铜箔质量更轻,重量约为传统铜箔的44%,能量密度高,安全性更高,金属导电层与塑料基材8结合程度良好,生产周期为2h;采用第一活化清洗装置4a和第二活化清洗装置4b后清洗溶液中废弃金属的回收率达到100%。
实施例5;
参见图1、3,本实施例所述一种锂电池集流体双面镀膜连续生产工艺,采用如实施例2所述生产线,包括如下步骤:
S1、放卷装置1将塑料基材8放卷经预处理装置2进行碱洗、水洗、干燥后,进入真空蒸发镀膜装置32;
风干时间均为5min,温度均为50℃
辊轮9的线速度为10m/min;
碱洗装置21内盛放有5wt%的NaOH溶液,碱洗温度为50℃,碱洗时间为10min;水洗装置22内盛放有电阻率为18.25MΩ·cm的超纯水;
S2、真空蒸发镀膜装置32在保护气氛下对塑料基材8正反面进行蒸镀,在塑料基材8正反面镀覆第一膜层,然后,将塑料基材8输送至第一活化清洗装置4a;
保护气氛为氩气,氩气流量为20sccm;
蒸镀工艺参数为:蒸镀材料采用铜锌合金丝,蒸镀功率为800W,温度为80℃,真空度10-3Pa,蒸镀速度为3A/s;
镀膜过程中实测塑料基材8的表面张力为80N;
S3、第一活化清洗装置4a通过其中的喷淋装置42设置的两组喷嘴,同时对塑料基材8正反面喷射第一活化清洗液,对塑料基材8正反面镀覆的第一膜层进行清洗刻蚀后,再输送至电镀装置5;同时,第一活化清洗装置4a通过其清洗槽41底部设置的第一阳极44和第一阴极45,对刻蚀清洗后的废液及其中的废弃金属进行电解回收;
第一活化清洗液为由0.5M 硫酸、200g/L Na2S2O8混合组成的酸性过硫酸钠溶液,喷射速度为15L/min,温度为50℃,喷嘴距第二膜层的距离5cm;
S4、电镀装置5以塑料基材8正反面镀覆的第一膜层作为第二阴极52,采用双面电镀方式对第二阴极52表面镀覆第二膜层,形成电子复合膜,然后送至第二活化清洗装置4b,对电子复合膜进行二次活化清洗,再送至清洗干燥装置6;
电镀工艺参数为:第二阳极53采用铜锌合金片,电镀液为由100g/L CuSO4、50mg/LCuCl2、50g/L ZnSO4、3M H2SO4组成的PH值为4的混合溶液,电镀温度为50°C,第二阴极52的电流密度为1A/dm2
第二活化清洗液为0.1M 硫酸、50g/L Na2S2O8混合而成的酸性过硫酸钠溶液,温度为50℃,喷嘴距第二膜层的距离5cm;
S5、清洗干燥装置6对电子复合膜进行清洗、干燥后,送至收卷装置7收卷。
清洗干燥装置6水洗池内设有电阻率为18.25MΩ·cm的超纯水对复合膜进行清洗;热风机的风干时间均为5min,温度均为50℃。
本实施例采用实施例2所述工艺对塑料基材8进行镀膜,塑料基材8选用聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN),PBN塑料基材8的厚度为5um、宽度为600mm;真空蒸发镀膜时间为80s,蒸发镀膜厚度为130nm×2;电镀时间为15min,电镀镀膜厚度为2um×2;最后形成厚度为9um的电子复合膜,电子复合膜电导率约为铜的75%,具体电导率为42.855×106S/m;相比于传统铜箔质量更轻,重量约为传统铜箔的45%,能量密度高,安全性更高,金属导电层与塑料基材8结合程度良好,生产周期为2.5h;采用第一活化清洗装置4a和第二活化清洗装置4b后清洗溶液中废弃金属的回收率达到100%。
实施例5-1;
本实施例与实施例5的区别在于:其他条件与实施例5相同,仅是在制备过程中采用蒸镀功率为1000W,真空度10-4Pa,蒸镀速度为4.5A/s,蒸发镀膜厚度为220nm×2;最后形成厚度为9um的电子复合膜,电子复合膜电导率约为铜的70%,具体电导率为40×106S/m;相比于传统铜箔质量更轻,重量约为传统铜箔的45%,能量密度高,安全性更高,金属导电层与塑料基材8结合程度良好,生产周期为2.5h;采用第一活化清洗装置4a和第二活化清洗装置4b后清洗溶液中废弃金属的回收率达到100%。
实施例6;
参见图1、4,本实施例所述一种锂电池集流体双面镀膜连续生产工艺,采用如实施例3所述生产线,包括如下步骤:
S1、放卷装置1将塑料基材8放卷经预处理装置2进行碱洗、水洗、干燥后,进入第一镀膜装置3;
风干时间均为5min,温度均为50℃
辊轮9的线速度为6m/min;
碱洗装置21内盛放有5wt%的NaOH溶液,碱洗温度为50℃,碱洗时间为10min;水洗装置22内盛放有电阻率为18.25MΩ·cm的超纯水;
S2、第一镀膜装置3在保护气氛下对塑料基材正反面进行先蒸镀后溅射,在塑料基材8正反面镀覆第一膜层,然后,将塑料基材8输送至第一活化清洗装置4a;
保护气氛为氩气,氩气流量为20sccm;
蒸镀工艺参数为:蒸镀材料采用铜镍合金,蒸镀功率为880W,镀膜温度为100℃,真空度为10-4Pa,蒸镀材料以4A/s的速度进行镀膜;
溅射镀膜工艺参数为:溅射靶材采用铜镍合金,溅射温度为100℃,真空腔室真空度0.5Pa,电源功率为250W;
镀膜过程中实测塑料基材8的表面张力为80N;
S3、第一活化清洗装置4a通过其中的喷淋装置42设置的两组喷嘴,同时对塑料基材8正反面喷射第一活化清洗液,对塑料基材8正反面镀覆的第一膜层进行清洗刻蚀后,再输送至电镀装置5;同时,第一活化清洗装置4a通过其清洗槽41底部设置的第一阳极44和第一阴极45,对刻蚀清洗后的废液及其中的废弃金属进行电解回收;
第一活化清洗液为由0.5M 硫酸、250g/LNa2S2O8混合而成的酸性过硫酸钠溶液,喷射速度为15L/min,温度为50℃,喷嘴距第一膜层的距离5cm;
S4、电镀装置5以塑料基材8正反面镀覆的第一膜层作为第二阴极52,采用双面电镀方式对第二阴极52表面镀覆第二膜层,形成电子复合膜,然后送至第二活化清洗装置4b,对电子复合膜进行二次活化清洗,再送至清洗干燥装置6;
电镀工艺参数为:第二阳极53采用铜镍合金板,电镀液为由150g/L CuSO4、40g/LNiSO4·6H2O、100mg/L NiCl2、3M H2SO4组成的PH值为4.5的溶液,电镀温度为50°C,第二阴极52的电流密度为1.5A/dm2
第二活化清洗液为由0.1M 硫酸、50g/L Na2S2O8混合而成的酸性过硫酸钠溶液,温度为50℃,喷嘴距第二膜层的距离5cm;
S5、清洗干燥装置6对电子复合膜进行清洗、干燥后,送至收卷装置7收卷。
清洗干燥装置6的水洗池内盛放有电阻率为18.25MΩ·cm的超纯水;热风机的风干时间均为5min,温度均为50℃。
本实施例采用实施例3所述工艺对塑料基材8进行镀膜,塑料基材8选用聚丙烯(PT),PT塑料基材8的厚度为5um、宽度为600mm;蒸发镀膜时间为50s,蒸发镀膜厚度为100nm×2;磁控溅射镀膜时间为30s,磁控溅射镀膜厚度为55nm×2;电镀时间为8min,电镀镀膜厚度为1.5um;最后形成厚度为8um的电子复合膜,电子复合膜电导率约为铜的70%,具体为39.998×106S/m;相比于传统铜箔质量更轻,重量约为传统铜箔的38%,能量密度高,安全性更高,金属导电层与塑料基材8结合程度良好,生产周期为3.5h;采用第一活化清洗装置4a和第二活化清洗装置4b后清洗溶液中废弃金属的回收率达到100%。
实施例6-1;
本实施例与实施例6的区别在于:其他条件与实施例6相同,仅是在制备过程中采用蒸镀功率为200W,磁控溅射电源功率为300W,第二阴极52的电流密度为5A/dm2;电镀镀膜厚度为5um×2;最后形成厚度为15um的电子复合膜,电子复合膜电导率约为铜的65%,具体为37.141×106S/m;相比于传统铜箔质量更轻,重量约为传统铜箔的67%,能量密度高,安全性更高,金属导电层与塑料基材8结合程度良好,生产周期为3.5h;采用第一活化清洗装置4a和第二活化清洗装置4b后清洗溶液中废弃金属的回收率达到100%。
对比例1;
本对比例单独采用磁控溅射法对塑料基材8进行镀膜,塑料基材8采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),基材厚度为5um,镀膜厚度为1um,镀膜周期为6h,镀膜效率较低,长时间在溅射高能量镀膜环境下电子复合膜易击穿褶皱变形,所制备电子复合膜质量差于实施例1。
对比例2;
本对比例单独采用蒸镀法对塑料基材8进行镀膜,塑料基材8采用聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN),基材厚度为5um,镀膜厚度为2um,镀膜周期为5h,镀膜效率较低,长时间在蒸镀高温环境下电子复合膜易褶皱变形,所制备电子复合膜质量差于实施例2。
对比例3;
本对比例采用现有电镀法对表面携带有金属纳米膜的塑料基材8进行第二次镀膜,塑料基材8采用聚丙烯(PT),基材厚度为5um,原有镀膜厚度为100nm,采用电镀进行镀膜时周期是3h,采用盐酸对电子复合膜进行活化清洗,所制备电子复合膜结合质量差,易脱落,电子复合膜电导率差于实施例3;清洗废液无法再次利用,会产生危害人体健康和污染环境的废水,不利于生产和环保。
第一活化清洗装置4a的工作原理为:
参见图10(a),以实施例1为例,由于经第一镀膜装置3镀膜后的塑料基材8表面存在钝化膜及杂质,会影响后续镀膜质量,因此需通过第一活化清洗装置4a中的酸性过硫酸盐溶液对塑料基材8表面进行清洗和微刻蚀,去除塑料基材8上镀覆的第一膜层表面的杂质及氧化膜,有效改善第一膜层与第二膜层的结合强度,清洗塑料基材8表面残留的金属氧化膜的化学反应方程式为Na2S2O8+Cu
Figure SMS_1
Na2SO4+CuSO4+O2↑,然后通过电解法对清洗溶液中废弃金属进行回收,废弃金属回收的化学反应方程式为CuSO4+Na2SO4/>
Figure SMS_2
Cu+Na2S2O8;由于第一次活化清洗后的塑料基材8表面附着有微量的酸性过硫酸盐溶液,溶液中的过硫酸根离子具有很强的氧化性,能很好阻止氧化膜的生成或能对已存在的微量氧化膜进行还原,从而有效保证第一膜层表面的活化状态;此外,由于塑料基材8膜层表面携带过硫酸根离子和氢离子,其进入电镀装置5后,这两种阳离子的存在能降低电镀时第二阴极52的电流密度,提高电流效率,提高电镀效率、膜层质量及膜层与塑料基材8的结合强度;第一活化清洗装置4a既可以通过第一活化清洗液实现对塑料基材8或电子复合膜的清洗刻蚀,还可对第一活化清洗液进行电解回收以备循环利用,残留金属则会附着在第一阴极45表面进行回收,如此既可实现高质高效镀膜,又可实现环境保护和资源资源可持续利用。
第二活化清洗装置4b的工作原理为:
参见图10(b),以实施例1为例,由于经电镀装置5镀膜后的塑料基材8表面存在残留的电镀液及金属残渣,二者的存在会影响电子复合膜的质量,因此需要对电子复合膜进行清洗;第二活化清洗装置4b与第一活化清洗装置4a相同,均通过酸性过硫酸盐溶液对塑料基材8表面进行清洗,进而保证电子复合膜的产品质量,清洗电子复合膜表面的金属残渣的化学反应方程式为Na2S2O8+Cu
Figure SMS_3
Na2SO4+CuSO4,金属残渣电解回收的化学反应方程式为CuSO4+Na2SO4/>
Figure SMS_4
Cu+Na2S2O8,第二活化清洗液与第一活化清洗液的浓度可以不同,通过第二活化清洗装置4b来调节二次活化清洗的效果,进而满足不同电子复合膜产品的需求。
工程应用时,由于磁控溅射镀膜结合力强于蒸发镀膜的结合力,均匀性和致密性高于蒸发镀膜,但大功率激发高熔点金属靶材易击穿塑料基材8,而蒸发镀膜速度快于磁控溅射镀膜,因此需根据工艺的需要按下述方案合理选择镀膜方式,例如:实施例1、4的“磁控溅射+活化清洗+电镀+二次活化清洗”,实施例2、5的“蒸发镀膜+活化清洗+电镀+二次活化清洗”,实施例3、6的“蒸发镀膜+磁控溅射+活化清洗+电镀+二次活化清洗”;实施例1-6均采用了第一活化清洗装置4a,能很好提高电镀效率、膜层质量及膜层与塑料基材8的结合强度;实施例3、6所述镀膜方式尤其适合于高熔点靶材,由于高熔点靶材在磁控溅射镀膜时能量较高,容易击穿塑料基材8,因此采用先蒸镀、后磁控溅射的方式镀覆纳米膜,能降低塑料基材8被击穿的风险,相比于实施例、2、4、5的方式能进一步提升镀膜强度、质量、效率。
本发明未尽事宜为现有技术。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,包括放卷装置、预处理装置、第一镀膜装置、第一活化清洗装置、第二镀膜装置、清洗干燥装置、收卷装置;所述放卷装置输出的塑料基材依次通过预处理装置、第一镀膜装置、第一活化清洗装置、第二镀膜装置、清洗干燥装置处理后进入收卷装置;其特征在于:所述第一活化清洗装置内盛放有第一活化清洗液,所述第一活化清洗液为pH值为2-6的过硫酸盐溶液。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,其特征在于:塑料基材通过设置在预处理装置、第一镀膜装置、第一活化清洗装置、第二镀膜装置、清洗干燥装置中的辊轮进行传动,辊轮的线速度为1m/min-15m/min。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,其特征在于:所述第一活化清洗装置包括清洗槽、喷淋装置、存液槽、第一阳极、第一阴极、第一循环管、第二循环管、循环泵、止流阀;
所述存液槽的输出通过第一循环管连接所述喷淋装置的输入,所述存液槽的输入通过第二循环管连接所述清洗槽的输出,所述第一循环管、第二循环管上均设有循环泵和止流阀;
所述清洗槽底部还设有第一阳极和第一阴极,对刻蚀清洗后的废液及其中的废弃金属进行电解回收;
第一阳极为惰性材料,选自掺硼金刚石、石墨、Ti4O7、IrO2、RuO2、PbO或Pt中的一种,第一阴极材料选自Ag、Cu、Au、Al、W、Ni、Fe、Pt中的一种,电流密度为5-15ASD;
所述喷淋装置设有两组喷嘴,所述两组喷嘴延伸至清洗槽中,分别处于表面镀膜后的塑料基材正反面上下两侧,对塑料基材正反面喷射第一活化清洗液,对塑料基材正反面进行清洗刻蚀。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,其特征在于:所述第一活化清洗液是通过硫酸调节过硫酸盐溶液pH值至2-6的混合溶液;所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种;过硫酸盐溶液的质量体积浓度为50g/L-300g/L;硫酸的摩尔浓度为0.1M-1M。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,其特征在于:所述第一镀膜装置设有真空蒸发镀膜装置和/或磁控溅射镀膜装置,对塑料基材正反两面镀覆第一膜层;所述真空蒸发镀膜装置包括第一蒸镀装置和第二蒸镀装置,塑料基材经第一蒸镀装置对其一个表面镀膜后经过辊轮换向,再进入第二蒸镀装置对塑料基材另一面进行镀膜;所述磁控溅射镀膜装置包括两组分置于塑料基材正反面上下两侧的磁控溅射靶。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,其特征在于:所述磁控溅射镀膜装置、所述真空蒸发镀膜装置的进出口处均安装有与塑料基材表面接触的张力传感器,检测所述塑料基材的表面张力。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,其特征在于:所述第二镀膜装置为电镀装置,为塑料基材正反两面镀覆第二膜层,所述电镀装置包括电镀槽、第二阴极、第二阳极以及电镀液,所述第二阳极为两组,设于所述电镀槽中,所述塑料基材处于两组第二阳极之间,塑料基材正反两面镀覆的第一膜层作为第二阴极,所述电镀液是由膜层金属的盐与酸组成的pH值为3-6的混合溶液;所述膜层金属的盐选自Cu、Al、Ag、Ni、Zn中至少一种金属的硫酸盐或硝酸盐或氯盐;所述酸为盐酸或硫酸。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,其特征在于:所述磁控溅射镀膜装置中的靶材、所述真空蒸发镀膜装置中的蒸发材料、所述电镀装置中的第二阳极材料均与镀覆在塑料基材正反两面的膜层金属或合金相同,所述金属选自Cu、Al、Ag、Ni、Zn中的一种,所述合金选自Cu-Zn、Al-Zn、Ag-Cu、Ag-Ni、Ag-Fe、Ni-Cu、Cu-Zn-Ni、Cu-Ni-Sn中的一种。
9.根据权利要求8所述的一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,其特征在于:在第二镀膜装置与清洗干燥装置之间还设有第二活化清洗装置,对电子复合膜进行活化清洗;第二活化清洗装置的结构与第一活化清洗装置相同,其中盛装有第二活化清洗液,对第二膜层进行清洗刻蚀,并对清洗废液及其中的废弃金属进行电解回收,第二活化清洗液是通过硫酸调节过硫酸盐溶液pH值至2-6的混合溶液;所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种;过硫酸盐溶液的质量体积浓度为50g/L-300g/L;硫酸的摩尔浓度为0.1M-1M;喷射速度为10L/min-30L/min,温度为40℃-60℃。
10.一种锂电池集流体双面镀膜连续生产工艺,采用如权利要求8所述一种锂电池集流体双面镀膜连续生产线,包括以下步骤:
S1、放卷装置将塑料基材放卷经预处理装置碱洗、水洗、干燥后,进入第一镀膜装置;
S2、第一镀膜装置在保护气氛下对塑料基材正反面进行蒸镀或溅射或先蒸镀后溅射,在塑料基材正反面镀覆第一膜层,然后,将塑料基材输送至第一活化清洗装置;
保护气氛为氩气,氩气流量为10-50sccm;
蒸镀工艺参数为:功为50W-2200W,真空度10-6Pa~10-3Pa,蒸镀速度为0.1A/s-10A/s;
溅射镀膜工艺参数为:溅射功率50W-300W,溅射温度25℃-120℃,真空度0.1Pa-10Pa;
S3、第一活化清洗装置通过其中的喷淋装置设置的两组喷嘴,同时对塑料基材正反面喷射第一活化清洗液,对塑料基材正反面镀覆的第一膜层进行清洗刻蚀后,再输送至第二镀膜装置;同时,第一活化清洗装置通过其清洗槽底部设置的第一阳极和第一阴极,对刻蚀清洗后的废液及其中的废弃金属进行电解回收;
第一活化清洗液是通过硫酸调节过硫酸盐溶液pH值至2-6的混合溶液;所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种;过硫酸盐溶液的质量体积浓度为50g/L-300g/L;硫酸的摩尔浓度为0.1M-1M;喷射速度为10L/min-30L/min,温度为40℃-60℃,喷嘴距第一膜层的距离5cm-10cm;
S4、第二镀膜装置以塑料基材正反面镀覆的第一膜层作为第二阴极,采用双面电镀方式对第二阴极表面镀覆第二膜层,形成电子复合膜,然后,送至清洗干燥装置;
电镀工艺参数为:电镀液温度为40°C-60°C,第二阴极的电流密度为1A/dm2-6A/dm2;电镀液由Cu、Al、Ag、Ni、Zn中至少一种金属的硫酸盐或硝酸盐或氯盐、盐酸或硫酸组成的pH值为3-6的混合溶液,其金属盐溶液的质量浓度为50mg/L-200g/L;
S5、清洗干燥装置对电子复合膜进行清洗、干燥后,送至收卷装置收卷。
11.根据权利要求10所述的一种锂电池集流体双面镀膜连续生产工艺,其特征在于:S4中,塑料基材表面形成电子复合膜后,送至第二活化清洗装置,对电子复合膜进行活化清洗;然后,送至清洗干燥装置清洗、干燥后,送至收卷装置收卷;
第二活化清洗液是通过硫酸调节过硫酸盐溶液pH值至2-6的混合溶液;所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种;过硫酸盐溶液的质量体积浓度为50g/L-300g/L;硫酸的摩尔浓度为0.1M-1M;喷射速度为10L/min-30L/min,温度为40℃-60℃,喷嘴距第一膜层的距离5cm-10cm。
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