CN117987901A - 一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法 - Google Patents

一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117987901A
CN117987901A CN202410056957.1A CN202410056957A CN117987901A CN 117987901 A CN117987901 A CN 117987901A CN 202410056957 A CN202410056957 A CN 202410056957A CN 117987901 A CN117987901 A CN 117987901A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper foil
passivation
lithium electric
chromium
lithium
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
Application number
CN202410056957.1A
Other languages
English (en)
Inventor
董朝龙
楚常顺
杨磊鑫
蔡豫杰
沈雄
吴莹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiujiang Defu Technology Co Ltd
Original Assignee
Jiujiang Defu Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiujiang Defu Technology Co Ltd filed Critical Jiujiang Defu Technology Co Ltd
Priority to CN202410056957.1A priority Critical patent/CN117987901A/zh
Publication of CN117987901A publication Critical patent/CN117987901A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/34Anodisation of metals or alloys not provided for in groups C25D11/04 - C25D11/32

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,具体步骤如下:步骤1、首先将锂电铜箔从阴极辊上剥离,经过过渡辊,进入钝化槽;步骤2、在钝化槽中加入无铬钝化的钝化液;步骤3、锂电铜箔在钝化槽中浸渍并施加阴极钝化电流;步骤4、锂电铜箔通过挤液辊将箔面的钝化液挤压均匀后,经过风干装置将箔面液体吹干;步骤5、锂电铜箔最后经过烘箱干燥,卷绕到收卷辊上成为成品锂电箔,经检验测试合格后入库。提高钝化膜的致密性的同时提高钝化膜的刚性,解决了锂电铜箔钝化后长期存储的耐久性和稳定性问题,改善了钝化后铜箔烘烤出现局部变色异常,解决了锂电铜箔钝化后箔面存在粘性的问题,铜箔卷样存在的异味问题。

Description

一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法
技术领域
本发明涉及铜箔技术领域,具体为一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法。
背景技术
如何实现更高的能量密度、倍率性能以及更高的安全性始终是锂离子电池发展的主要方向。铜箔作为锂离子电池的负极集流体,要负责承载负极活性物质并将电流均匀的传递到负极材料上,所以锂电铜箔不仅需具有较高的机械性能、较强的导电性,而且要具备良好的抗氧化性能。
电解铜箔生产工艺过程中,为了使铜箔具有抗氧化性,表面钝化处理是铜箔生产工艺中重要的一环,钝化合格的铜箔不仅具有良好的抗氧化性能,而且原有的表面性能不会变化,有利于电池端做进一步处理。
锂电铜箔钝化目前最常用的是含铬钝化体系,钝化后能够在铜箔表面行成一层致密的氧化铬保护膜,将铜箔与空气隔绝,确保铜箔不被氧化。但该方法引入了铬元素,它不仅存在于铜箔产品表面,而且在生产过程中诸多工序都引入了铬元素。世界卫生组织等机构已将六价铬列为致癌物质,为了人体健康和环保,各国对铬的使用都有严格限制。所以,需要发明一种能无铬钝化锂电铜箔的方法,使铜箔具有同样优异的抗氧化和抗腐蚀能力。
现有无铬钝化铜材的工艺多种多样,常见的包括无机钝化剂、有机钝化剂。无机钝化剂主要采用钼酸盐、钨酸盐等,利用它们与铜的配位来形成钝化膜。有机钝化剂则通过溶液中的杂环等有机基团与铜配位,生成钝化膜。然而,这类钝化剂主要针对管材等单个零部件,针对多层卷绕铜箔钝化的钝化工艺非常少,而且已有的无铬钝化工艺存在钝化后铜箔局部变色、抗氧化有效期较短、箔面异味等问题。
为了解决上述技术中存在的问题。本发明提供了一种采用有机加无机的复配体钝化剂,使铜箔经钝化后具备较强的抗氧化性能。其中复配钝化剂包括成膜剂、助成膜剂、螯合剂、润湿剂四种功能剂,该钝化方法在钝化过程中可以形成致密的氧化膜,有效提高了铜箔的抗氧化能力。与现有技术相比,该新方法具有环境友好、抗腐蚀性强和耐久性高的优点。此外,本发明还提出了一套全面的检测无铬钝化后锂电铜箔抗氧化和抗腐蚀性能的检测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,该用于锂电铜箔无铬钝化的方法具体步骤如下:
步骤1、首先将锂电铜箔从阴极辊上剥离,经过过渡辊,进入钝化槽;
步骤2、在钝化槽中加入无铬钝化的钝化液;
步骤3、锂电铜箔在钝化槽中浸渍并施加阴极钝化电流;
步骤4、锂电铜箔通过挤液辊将箔面的钝化液挤压均匀后,经过风干装置将箔面液体吹干;
步骤5、锂电铜箔最后经过烘箱干燥,卷绕到收卷辊上成为成品锂电箔,经检验测试合格后入库。
优选的,所述无铬钝化的钝化剂是采用有机加无机的复配体钝化剂,加上纯水配制的钝化剂水溶液,钝化剂包括成膜剂、助成膜剂、螯合剂、润湿剂四种功能剂,该钝化方法在钝化过程中可以形成致密的氧化膜,提高铜箔的抗氧化性;
成膜剂,主要采用的是浓度为3-10g/L的苯骈三氮唑或甲基苯骈三氮唑,其可与铜原子行成配位键,在铜箔表面组成保护膜,使铜箔不被空气中的氧气氧化,钝化剂中的成膜剂,还包括钼酸盐、钨酸盐或者硅酸盐中的一种或者多种,其配制浓度为1-5g/L;
钝化剂中的助成膜剂,为无机物磷酸盐,其浓度为1-3g/L;
螯合剂为有机酸,具体物质为苯甲酸、草酸、单宁酸、酒石酸或者柠檬酸其中一种或多种,其浓度为5-10g/L;
润湿剂为十二烷基磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵其中的一种或两种配合物,为了使钝化液与铜箔充分接触,配制成浓度为0.5-1g/L。
优选的,钝化剂水溶液,是将复配体钝化剂包括成膜剂、助成膜剂、螯合剂、润湿剂四种功能剂加入到纯水中,并通过加入氢氧化钠溶液,控制钝化剂的pH制为3-5之间。
优选的,所述钝化槽中安装有2个及以上的液下辊,使铜箔在钝化剂中充分浸渍。
优选的,所述钝化槽中,在靠近锂电铜箔的光面和毛面各安装一块阳极板,使无铬钝化液能够通过钝化电流在锂电铜箔的光、毛面行成一层牢固的氧化膜。
优选的,所述钝化槽中钝化阳极板,在靠近锂电铜箔光面施加的钝化电流为3-8A,在靠近锂电铜箔毛面施加的钝化电流为5-10A。
优选的,所述钝化槽出口设计有挤液辊,挤去铜箔表面多余的钝化液。
优选的,所述钝化风干装置是安装在钝化槽后端的装置,通过风刀,将铜箔光、毛面风干。
优选的,所述加热烘箱是由多条加热电阻丝组成,安装于锂电铜箔收卷的前端,结合风刀及电热能,使铜箔表面干燥,防止铜箔表干不足造成的变色、粘连、异味问题。
优选的,所述加热烘箱可设置烘烤温度100-150℃,用于加速铜箔表面干燥。
优选的,检验测试包括锂电铜箔的钝化膜外观检测,锂电铜箔表面润湿性测试,锂电铜箔在恒温恒湿环境中的抗氧化测试,锂电铜箔盐雾环境中抗腐蚀测试;
锂电铜箔的钝化膜外观检测,是将无铬钝化剂钝化后的锂电铜箔卷,放入鼓风干燥箱,烘烤温度为60-100℃,烘烤时间20-30小时,烘烤完成后锂电铜箔卷箔面不能变色,表面不能粘性,钝化膜不能有异味;
锂电铜箔经无铬钝化剂钝化后,表面润湿性测试方法是采用光学水滴角测试仪,将水滴到锂电铜箔的钝化膜上,测试接触角的度数需达到40-60度范围;
锂电铜箔经无铬钝化剂钝化后,恒温恒湿的环境中的抗氧化测试方法是将A4样的铜箔置于恒温恒湿试验箱中,设置温度40-60℃,设置湿度在90%-95%,静置24小时,铜箔样品表面需无氧化点和腐蚀点;
锂电铜箔经无铬钝化剂钝化后,盐雾环境中抗腐蚀测试方法是将无铬钝化的锂电铜箔卷状样品放置于盐雾试验箱中,使用盐水喷雾试验机将氯化钠溶液以雾状喷淋到铜箔箔面上,所述的盐雾浓度为5%-10%,试验机温度为30-50℃,试验时间为72小时,试验完成后取出锂电铜箔卷观测,其表面需无变色,无氧化点和腐蚀点。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明将含氮杂环苯骈三氮唑或甲基苯骈三氮唑加入钼酸盐-硅酸盐复配物中,作为铜箔初始成膜的成膜剂,再加入磷酸盐作为助成膜剂,提高钝化膜的致密性的同时提高钝化膜的刚性,解决了锂电铜箔钝化后长期存储的耐久性和稳定性问题,改善了钝化后铜箔烘烤出现局部变色异常,解决了锂电铜箔钝化后箔面存在粘性的问题,铜箔卷样存在的异味问题。与普通技术相比,本技术方案主要解决了钝化剂造成的环境污染问题,铜箔表面含铬的问题。
本发明的钝化剂钝化后的锂电铜箔,在恒温烘箱180℃烘烤15分钟,箔面不会出现变色异常,按国标法在5%的盐雾中放置72h后,锂电铜箔表面正常,箔面润湿性良好,导电性良好,钝化后铜箔可正常应用于锂离子电池领域。本发明的锂电池专用铜箔无铬钝化剂,未使用铬、砷等有毒物质,钝化工艺简单,钝化剂副产物对环境友好,且钝化成本较低,有利于实现可持续发展。
附图说明
图1为锂电铜箔无铬钝化流程示意图。
图中:1、阳极槽;2、阴极辊;3、锂电铜箔;4、剥离辊;5、过渡辊;6、钝化槽;7、前钝化辊;8、阳极板;9、后钝化辊;10、挤液辊;11、风刀;13、后张力辊;14、收卷辊。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:配制200L的钝化剂,其中苯骈三氮唑按照3g/L的浓度配制,钼酸钠按照1g/L的浓度配制,硅酸钠按照1g/L的浓度配制,磷酸钠按照1g/L的浓度配制,柠檬酸按照5ml/L的浓度配制。配制后用搅拌器搅拌10分钟,溶剂充分溶解后导入钝化槽中。
用10m/min的线速度生产6μm的锂电铜箔,铜箔从阴极辊剥离后进入钝化槽,在铜箔的光面通入5A的钝化电流,毛面通入8A的钝化电流。锂电铜箔出钝化槽后经过挤液辊将箔面钝化液挤均匀,经过风刀吹干表面钝化液,再经过加热烘箱将箔面钝化膜烘干。所述的烘箱温度设置120℃,锂电铜箔过烘箱后卷绕到收卷轴上,做成半成品锂电箔卷。
按本实施例产出铜箔500米,放进烘箱采用80℃烘烤24小时,再进行相关测试验证。第一步观察80℃烘烤24小时后的锂电铜箔箔面变色情况,箔面的粘度情况,钝化膜有无异味情况;第二步取A4样的锂电铜箔采用140℃烘烤15分钟,观察箔面变色情况;第三步取无铬钝化后的样品,测试表面接触角;第四步将A4样的铜箔置于恒温恒湿试验箱中,设置温度在60℃,设置湿度95%,静置24小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点;第五步将无铬钝化的锂电铜箔卷状样品放置于试验机中,使用10%浓度的盐水,利用喷雾试验机将氯化钠溶液以雾状喷淋到铜箔箔面上,试验机温度设置为40℃,测试时间为72小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点。
实施例2:配制200L的钝化剂,其中苯骈三氮唑按照10g/L的浓度配制,钼酸钠按照5g/L的浓度配制,硅酸钠按照2g/L的浓度配制,磷酸钠按照3g/L的浓度配制,柠檬酸按照10ml/L的浓度配制,十二烷基磺酸钠按照1g/L的浓度配制。配制后用搅拌器搅拌10分钟,溶剂充分溶解后导入钝化槽中。
用10m/min的线速度生产6μm的锂电铜箔,铜箔从阴极辊剥离后进入钝化槽,在铜箔的光面通入5A的钝化电流,毛面通入8A的钝化电流。锂电铜箔出钝化槽后经过挤液辊将箔面钝化液挤均匀,经过风刀吹干表面钝化液,再经过加热烘箱将箔面钝化膜烘干。所述的烘箱温度设置120℃,锂电铜箔过烘箱后卷绕到收卷轴上,做成半成品锂电箔卷。
按本实施例产出铜箔500米,放进烘箱采用80℃烘烤24小时,再进行相关测试验证。第一步观察80℃烘烤24小时后的锂电铜箔箔面变色情况,箔面的粘度情况,钝化膜有无异味情况;第二步取A4样的锂电铜箔采用140℃烘烤15分钟,观察箔面变色情况;第三步取无铬钝化后的样品,测试表面润湿角;第四步将A4样的铜箔置于恒温恒湿试验箱中,设置温度在60℃,设置湿度95%,静置24小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点;第五步将无铬钝化的锂电铜箔卷状样品放置于试验机中,使用10%浓度的盐水,利用喷雾试验机将氯化钠溶液以雾状喷淋到铜箔箔面上,试验机温度设置为40℃,测试时间为72小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点。
实施例3:配制200L的钝化剂,其中苯骈三氮唑按照5g/L的浓度配制,钼酸钠按照5g/L的浓度配制,硅酸钠按照2g/L的浓度配制,磷酸钠按照2g/L的浓度配制,柠檬酸按照5ml/L的浓度配制,十二烷基磺酸钠按照1g/L的浓度配制。配制后用搅拌器搅拌10分钟,溶剂充分溶解后导入钝化槽中。在钝化槽中加入一定量的氢氧化钠溶液,将钝化剂PH值调整到3.5。
用10m/min的线速度生产6μm的锂电铜箔,铜箔从阴极辊剥离后进入钝化槽,在铜箔的光面通入5A的钝化电流,毛面通入8A的钝化电流。锂电铜箔出钝化槽后经过挤液辊将箔面钝化液挤均匀,经过风刀吹干表面钝化液,再经过加热烘箱将箔面钝化膜烘干。所述的烘箱温度设置120℃,锂电铜箔过烘箱后卷绕到收卷轴上,做成半成品锂电箔卷。
按本实施例产出铜箔500米,放进烘箱采用80℃烘烤24小时,再进行相关测试验证。第一步观察80℃烘烤24小时后的锂电铜箔箔面变色情况,箔面的粘度情况,钝化膜有无异味情况;第二步取A4样的锂电铜箔采用140℃烘烤15分钟,观察箔面变色情况;第三步取无铬钝化后的样品,测试表面润湿角;第四步将A4样的铜箔置于恒温恒湿试验箱中,设置温度在60℃,设置湿度95%,静置24小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点;第五步将无铬钝化的锂电铜箔卷状样品放置于试验机中,使用10%浓度的盐水,利用喷雾试验机将氯化钠溶液以雾状喷淋到铜箔箔面上,试验机温度设置为40℃,测试时间为72小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点。
实施例4:配制200L的钝化剂,其中苯骈三氮唑按照6g/L的浓度配制,钼酸钠按照3g/L的浓度配制,硅酸钠按照2g/L的浓度配制,磷酸钠按照1g/L的浓度配制,柠檬酸按照7ml/L的浓度配制,十二烷基磺酸钠按照1g/L的浓度配制。配制后用搅拌器搅拌10分钟,溶剂充分溶解后导入钝化槽中。在钝化槽中加入一定量的氢氧化钠溶液,将钝化剂PH值调整到3.5。
用10m/min的线速度生产6μm的锂电铜箔,铜箔从阴极辊剥离后进入钝化槽,在铜箔的光面通入5A的钝化电流,毛面通入8A的钝化电流。锂电铜箔出钝化槽后经过挤液辊将箔面钝化液挤均匀,经过风刀吹干表面钝化液,再经过加热烘箱将箔面钝化膜烘干。所述的烘箱温度设置120℃,锂电铜箔过烘箱后卷绕到收卷轴上,做成半成品锂电箔卷。
按本实施例产出铜箔500米,放进烘箱采用80℃烘烤24小时,再进行相关测试验证。第一步观察80℃烘烤24小时后的锂电铜箔箔面变色情况,箔面的粘度情况,钝化膜有无异味情况;第二步取A4样的锂电铜箔采用140℃烘烤15分钟,观察箔面变色情况;第三步取无铬钝化后的样品,测试表面润湿角;第四步将A4样的铜箔置于恒温恒湿试验箱中,设置温度在60℃,设置湿度95%,静置24小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点;第五步将无铬钝化的锂电铜箔卷状样品放置于试验机中,使用10%浓度的盐水,利用喷雾试验机将氯化钠溶液以雾状喷淋到铜箔箔面上,试验机温度设置为40℃,测试时间为72小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点。
实施例5:配制200L的钝化剂,其中苯骈三氮唑按照6g/L的浓度配制,钼酸钠按照4g/L的浓度配制,硅酸钠按照2g/L的浓度配制,磷酸钠按照1g/L的浓度配制,柠檬酸按照6.5ml/L的浓度配制,十二烷基磺酸钠按照2g/L的浓度配制。配制后用搅拌器搅拌10分钟,溶剂充分溶解后导入钝化槽中。在钝化槽中加入一定量的氢氧化钠溶液,将钝化剂PH值调整到3.5。
用10m/min的线速度生产6μm的锂电铜箔,铜箔从阴极辊剥离后进入钝化槽,在铜箔的光面通入5A的钝化电流,毛面通入8A的钝化电流。锂电铜箔出钝化槽后经过挤液辊将箔面钝化液挤均匀,经过风刀吹干表面钝化液,再经过加热烘箱将箔面钝化膜烘干。所述的烘箱温度设置120℃,锂电铜箔过烘箱后卷绕到收卷轴上,做成半成品锂电箔卷。
按本实施例产出铜箔500米,放进烘箱采用80℃烘烤24小时,再进行相关测试验证。第一步观察80℃烘烤24小时后的锂电铜箔箔面变色情况,箔面的粘度情况,钝化膜有无异味情况;第二步取A4样的锂电铜箔采用140℃烘烤15分钟,观察箔面变色情况;第三步取无铬钝化后的样品,测试表面润湿角;第四步将A4样的铜箔置于恒温恒湿试验箱中,设置温度在60℃,设置湿度95%,静置24小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点;第五步将无铬钝化的锂电铜箔卷状样品放置于试验机中,使用10%浓度的盐水,利用喷雾试验机将氯化钠溶液以雾状喷淋到铜箔箔面上,试验机温度设置为40℃,测试时间为72小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点。
对比例1:配制200L的钝化剂,其中苯骈三氮唑按照3g/L的浓度配制,钼酸钠按照1g/L的浓度配制,硅酸钠按照1g/L的浓度配制,磷酸钠按照1g/L的浓度配制,配制后用搅拌器搅拌10分钟,溶剂充分溶解后导入钝化槽中。
用10m/min的线速度生产6μm的锂电铜箔,铜箔从阴极辊剥离后进入钝化槽。锂电铜箔出钝化槽后经过挤液辊将箔面钝化液挤均匀,经过风刀吹干表面钝化液,再经过加热烘箱将箔面钝化膜烘干。所述的烘箱温度设置120℃,锂电铜箔过烘箱后卷绕到收卷轴上,做成半成品锂电箔卷。
按本实施例产出铜箔300米,放进烘箱采用80℃烘烤24小时,再进行相关测试验证。第一步观察80℃烘烤24小时后的锂电铜箔箔面变色情况,箔面的粘度情况,钝化膜有无异味情况;第二步取A4样的锂电铜箔采用140℃烘烤15分钟,观察箔面变色情况;第三步取无铬钝化后的样品,测试表面润湿角;第四步将A4样的铜箔置于恒温恒湿试验箱中,设置温度在60℃,设置湿度95%,静置24小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点;第五步将无铬钝化的锂电铜箔卷状样品放置于试验机中,使用10%浓度的盐水,利用喷雾试验机将氯化钠溶液以雾状喷淋到铜箔箔面上,试验机温度设置为40℃,测试时间为72小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点。
对比例2:配制200L的钝化剂,其中苯骈三氮唑按照3g/L的浓度配制,钼酸钠按照1g/L的浓度配制,硅酸钠按照1g/L的浓度配制,磷酸钠按照1g/L的浓度配制,柠檬酸按照5ml/L的浓度配制。配制后用搅拌器搅拌10分钟,溶剂充分溶解后导入钝化槽中。
用10m/min的线速度生产6μm的锂电铜箔,铜箔从阴极辊剥离后进入钝化槽,在铜箔的光面通入5A的钝化电流,毛面通入8A的钝化电流。锂电铜箔出钝化槽后经过挤液辊将箔面钝化液挤均匀,经过风刀吹干表面钝化液,再经过加热烘箱将箔面钝化膜烘干。所述的烘箱温度设置120℃,锂电铜箔过烘箱后卷绕到收卷轴上,做成半成品锂电箔卷。
按本实施例产出铜箔300米,放进烘箱采用80℃烘烤24小时,再进行相关测试验证。第一步观察80℃烘烤24小时后的锂电铜箔箔面变色情况,箔面的粘度情况,钝化膜有无异味情况;第二步取A4样的锂电铜箔采用140℃烘烤15分钟,观察箔面变色情况;第三步取无铬钝化后的样品,测试表面润湿角;第四步将A4样的铜箔置于恒温恒湿试验箱中,设置温度在60℃,设置湿度95%,静置24小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点;第五步将无铬钝化的锂电铜箔卷状样品放置于试验机中,使用10%浓度的盐水,利用喷雾试验机将氯化钠溶液以雾状喷淋到铜箔箔面上,试验机温度设置为40℃,测试时间为72小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点。
对比例3:配制200L的钝化剂,其中苯骈三氮唑按照3g/L的浓度配制,钼酸钠按照1g/L的浓度配制,硅酸钠按照1g/L的浓度配制,磷酸钠按照1g/L的浓度配制,柠檬酸按照5ml/L的浓度配制,十二烷基磺酸钠按照0.5g/L的浓度配制。配制后用搅拌器搅拌10分钟,溶剂充分溶解后导入钝化槽中。
用10m/min的线速度生产6μm的锂电铜箔,铜箔从阴极辊剥离后进入钝化槽,在铜箔的光面通入5A的钝化电流,毛面通入8A的钝化电流。锂电铜箔出钝化槽后经过挤液辊将箔面钝化液挤均匀,经过风刀吹干表面钝化液,再经过加热烘箱将箔面钝化膜烘干。所述的烘箱温度设置120℃,锂电铜箔过烘箱后卷绕到收卷轴上,做成半成品锂电箔卷。
按本实施例产出铜箔300米,放进烘箱采用80℃烘烤24小时,再进行相关测试验证。第一步观察80℃烘烤24小时后的锂电铜箔箔面变色情况,箔面的粘度情况,钝化膜有无异味情况;第二步取A4样的锂电铜箔采用140℃烘烤15分钟,观察箔面变色情况;第三步取无铬钝化后的样品,测试表面润湿角;第四步将A4样的铜箔置于恒温恒湿试验箱中,设置温度在60℃,设置湿度95%,静置24小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点;第五步将无铬钝化的锂电铜箔卷状样品放置于试验机中,使用10%浓度的盐水,利用喷雾试验机将氯化钠溶液以雾状喷淋到铜箔箔面上,试验机温度设置为40℃,测试时间为72小时,观测铜箔样品表面的氧化点和腐蚀点。
表1:实施结果汇总表
综上所述,借助于本发明的上述技术方案,通过采用上述的无铬钝化剂在锂电铜箔表面行成无铬钝化膜,使锂电铜箔具备抗氧化能力。并借助无铬钝化膜的有效性检测方法,检测出钝化膜的有效性。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,其特征在于:该用于锂电铜箔无铬钝化的方法具体步骤如下:
步骤1、首先将锂电铜箔从阴极辊上剥离,经过过渡辊,进入钝化槽;
步骤2、在钝化槽中加入无铬钝化的钝化液;
步骤3、锂电铜箔在钝化槽中浸渍并施加阴极钝化电流;
步骤4、锂电铜箔通过挤液辊将箔面的钝化液挤压均匀后,经过风干装置将箔面液体吹干;
步骤5、锂电铜箔最后经过烘箱干燥,卷绕到收卷辊上成为成品锂电箔,经检验测试合格后入库。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,其特征在于:所述无铬钝化的钝化剂是采用有机加无机的复配体钝化剂,加上纯水配制的钝化剂水溶液,钝化剂包括成膜剂、助成膜剂、螯合剂、润湿剂四种功能剂,该钝化方法在钝化过程中可以形成致密的氧化膜,提高铜箔的抗氧化性;
成膜剂,主要采用的是浓度为3-10g/L的苯骈三氮唑或甲基苯骈三氮唑,其可与铜原子行成配位键,在铜箔表面组成保护膜,使铜箔不被空气中的氧气氧化,钝化剂中的成膜剂,还包括钼酸盐、钨酸盐或者硅酸盐中的一种或者多种,其配制浓度为1-5g/L;
钝化剂中的助成膜剂,为无机物磷酸盐,其浓度为1-3g/L;
螯合剂为有机酸,具体物质为苯甲酸、草酸、单宁酸、酒石酸或者柠檬酸其中一种或多种,其浓度为5-10g/L;
润湿剂为十二烷基磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵其中的一种或两种配合物,为了使钝化液与铜箔充分接触,配制成浓度为0.5-1g/L。
3.根据权利要求2所述的一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,其特征在于:钝化剂水溶液,是将复配体钝化剂包括成膜剂、助成膜剂、螯合剂、润湿剂四种功能剂加入到纯水中,并通过加入氢氧化钠溶液,控制钝化剂的pH制为3-5之间。
4.根据权利要求2所述的一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,其特征在于:所述钝化槽中安装有2个及以上的液下辊,使铜箔在钝化剂中充分浸渍。
5.根据权利要求2所述的一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,其特征在于:所述钝化槽中,在靠近锂电铜箔的光面和毛面各安装一块阳极板,使无铬钝化液能够通过钝化电流在锂电铜箔的光、毛面行成一层牢固的氧化膜。
6.根据权利要求2所述的一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,其特征在于:所述钝化槽中钝化阳极板,在靠近锂电铜箔光面施加的钝化电流为3-8A,在靠近锂电铜箔毛面施加的钝化电流为5-10A。
7.根据权利要求2所述的一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,其特征在于:所述钝化槽出口设计有挤液辊,挤去铜箔表面多余的钝化液。
8.根据权利要求2所述的一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,其特征在于:所述钝化风干装置是安装在钝化槽后端的装置,通过风刀,将铜箔光、毛面风干。
9.根据权利要求2所述的一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,其特征在于:所述加热烘箱是由多条加热电阻丝组成,安装于锂电铜箔收卷的前端,结合风刀及电热能,使铜箔表面干燥,防止铜箔表干不足造成的变色、粘连、异味问题,所述加热烘箱可设置烘烤温度100-150℃,用于加速铜箔表面干燥。
10.根据权利要求1所述的一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法,其特征在于:步骤5中的检验测试包括锂电铜箔的钝化膜外观检测,锂电铜箔表面润湿性测试,锂电铜箔在恒温恒湿环境中的抗氧化测试,锂电铜箔盐雾环境中抗腐蚀测试;
锂电铜箔的钝化膜外观检测,是将无铬钝化剂钝化后的锂电铜箔卷,放入鼓风干燥箱,烘烤温度为60-100℃,烘烤时间20-30小时,烘烤完成后锂电铜箔卷箔面不能变色,表面不能粘性,钝化膜不能有异味;
锂电铜箔经无铬钝化剂钝化后,表面润湿性测试方法是采用光学水滴角测试仪,将水滴到锂电铜箔的钝化膜上,测试接触角的度数需达到40-60度范围;
锂电铜箔经无铬钝化剂钝化后,恒温恒湿的环境中的抗氧化测试方法是将A4样的铜箔置于恒温恒湿试验箱中,设置温度40-60℃,设置湿度在90%-95%,静置24小时,铜箔样品表面需无氧化点和腐蚀点;
锂电铜箔经无铬钝化剂钝化后,盐雾环境中抗腐蚀测试方法是将无铬钝化的锂电铜箔卷状样品放置于盐雾试验箱中,使用盐水喷雾试验机将氯化钠溶液以雾状喷淋到铜箔箔面上,所述的盐雾浓度为5%-10%,试验机温度为30-50℃,试验时间为72小时,试验完成后取出锂电铜箔卷观测,其表面需无变色,无氧化点和腐蚀点。
CN202410056957.1A 2024-01-16 2024-01-16 一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法 Pending CN117987901A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410056957.1A CN117987901A (zh) 2024-01-16 2024-01-16 一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410056957.1A CN117987901A (zh) 2024-01-16 2024-01-16 一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117987901A true CN117987901A (zh) 2024-05-07

Family

ID=90886585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410056957.1A Pending CN117987901A (zh) 2024-01-16 2024-01-16 一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117987901A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109161946B (zh) 一种铜材料抗氧化的电化学处理方法
JPS6022067B2 (ja) 金属表面の皮膜形成方法
CN110923755B (zh) 一种锂电铜箔表面防氧化工艺
CN117987901A (zh) 一种用于锂电铜箔无铬钝化的方法
Gao et al. Permeability controllable overoxidised polypyrrole film modified glassy carbon electrodes
CN115851060B (zh) 一种无铬环保型超薄锂电铜箔及其制备工艺
CN101580951B (zh) 一种提高镀铬产品的耐蚀性的方法
US5458955A (en) Metal/polymer laminates having an anionomeric polymer film layer
US3935035A (en) Aqueous solution and method for surface treatment of metals
CN112853336A (zh) 一种铝罐盖包装材料用无铬表面处理剂及其制备方法、钝化工艺
CN116333593B (zh) 一种电解铜箔的环保型防氧化液及其防氧化工艺
CN111101179B (zh) 一种铜箔的电沉积处理方法及复合铜箔材料
CN113004772A (zh) 一种环保长效的水性防锈剂及其制备方法
CN111200136A (zh) 一种金属双极板的焊线防腐处理方法及金属双极板
CN110551997B (zh) 一种用于电镀锡钢板的无铬钝化液及其使用方法
US4331487A (en) Conductive coatings for metal substrates
CN108914126B (zh) 一种具有疏水特性的冷轧钢板防腐前处理方法
US4389459A (en) Conductive coatings for metal substrates
CN1044670A (zh) 含氮杂环与金属铜配位聚合制备表面防护膜的技术
CN117987818A (zh) 一种用于高抗拉铜箔的无铬钝化液及其制备方法和应用
CN117070945B (zh) 一种铜箔及其制备方法
CN117987817B (zh) 一种镁合金用自修复无铬钝化液及其制备方法
JPS61253381A (ja) 溶接性、耐食性に優れた黒色化表面処理鋼板の製造方法
CN101992034A (zh) 一种聚醚砜微孔膜亲水改性的方法
EP3426822B1 (de) Fluorid-freie zirkonium-basierte metallvorbehandlung zur passivierung

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