CN203049057U - 一种电解铜箔的生产装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电解铜箔的生产装置，包括阴极辊、半圆弧形阳极、位于阳极之上的上位槽、溶铜系统，阴极辊在弧形阳极中转动设置，阴极辊与弧形阳极之间设置的间隙形成阳极槽，阳极槽上端口位于阴极辊两侧，所述阳极槽设置有硫酸铜溶液流入端口和硫酸铜溶液流出端口，所述阳极槽硫酸铜溶液流入端口至少是阴极辊一个侧面的阳极槽上端口。本实用新型通过改变硫酸铜溶液的方向，用控制硫酸铜溶液在阴极辊表面的流速，控制铜箔表面的粗糙度以及铜箔铜离子的电镀密度，降低了对过滤设备的要求，简化了生产工艺流程，使得生产控制过程简单、易操作，生箔设备简单，降低了生产成本，减少了污染物的排放，利于环保，具有显著的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本实用新型属于电解铜箔生产技术领域，特别涉及一种电解铜箔的生产装置，将传统的阳极槽中的硫酸铜溶液进液口设在阳极槽上端，出液口设在阳极槽下端，通过改变硫酸铜溶液流动的方向和流速保证铜箔表面的质量，彻底摆脱了只能用添加剂控制铜箔表面质量的历史。
背景技术
目前，电解铜箔的生产已经淘汰了不环保、容易侵蚀的铅阳极，改用表面设有导电涂覆层的钛铱阳极，但是无论使用铅阳极还是钛铱阳极，其生产工艺设备基本没有改变，从1955年Yates商业化电解铜箔以来，一直都是以下进液上溢流的结构方式生产。这种结构方式主要是在维持铜离子和添加剂的浓度，对于槽中的流体力学问题没有良好的解决方案。
电解铜箔不论是用高位槽或耐酸泵来供给硫酸铜溶液，此种结构的硫酸铜溶液流速一般都在0.5米/秒以下。所得的铜箔结晶是柱状的结构，虽然用光亮添加剂可以改变常温下的结晶结构及物性，在高温下却很不稳定。它的抗拉强度衰减很大。因为是利用晶格产生缺陷，容易产生针孔及翘曲。这种铜箔不适合做高档的电路板及锂电池。
在电解铜箔的过程中，铜原子在阴极表面沉积，氧气泡在阳极表面生成并被下进液带到液面。连同硫酸铜产生酸雾，对铜箔表面及操作工都是极大的损害。必须用很强的抽风设备来维持车间的洁净。
下进液结构在进液口附近产生很大的乱流，它的雷诺数远超过2000。虽然很多生产商在进液管的设计下了很大的功夫，仍然不能解决厚薄不均的现象。必须仰赖进液阀门及屏蔽板来调节厚度，而这种调节法只是暂时的，非常不稳定。每一两天就得调一次。屏蔽板只能用一次到两次，它的费用更是高的吓人。对连续生产更是一个很头疼的问题。
下进液结构有封闭式及开放式两种。前者是百分之百的新液，后者同时使用新旧液。无论哪一种方式，都无法准确的控制左右两边阳极的流量。只能假设两边各有一半的流量，其可控性很低。
下进液结构最大的缺点是阳极槽硫酸铜溶液出口端液面的铜离子及添加剂浓度是电解过的老液，浓度较低。在液面也累积了很多气泡，使得液面的电阻较大。两者合并后，使得液面的电流密度低于液面下。这个现象在阴极辊进入液面时，不利晶核的生成。在较严重的情况下，是造成铜箔翘曲及针孔的一大因素。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述问题提出一种电解铜箔的生产装置技术方案，将传统的阳极槽中的硫酸铜溶液进液口改为在上端，出液口改为在下端，为铜箔的生产带来了意想不到的好效果。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种电解铜箔的生产装置，包括阴极辊、半圆弧形阳极、溶铜系统，阴极辊在弧形阳极中转动设置，阴极辊与弧形阳极之间设置的间隙形成阳极槽，在阳极槽之上设置有向阳极槽输送硫酸铜溶液的上位槽，阳极槽两侧上端口分别位于阴极辊两侧，其中一侧为出箔侧，所述阳极槽设置有硫酸铜溶液流入端口和硫酸铜溶液流出端口，溶铜系统通过输送管路与上位槽的进液口连通，阳极槽硫酸铜溶液流出端口与溶铜系统连通，其中，所述阳极槽硫酸铜溶液流入端口至少是阴极辊一个侧面的阳极槽上端口，上位槽的出液口通过硫酸铜溶液输送管道至少与阴极辊一个侧面的阳极槽上端口连通。
方案进一步的优化是：所述阴极辊一个侧面是阴极辊出箔侧面，上位槽的出液口通过硫酸铜溶液输送管道与阴极辊出箔侧的阳极槽上端口连通。
方案进一步的优化是：所述阳极槽硫酸铜溶液流入端口是位于阴极辊径向两侧的阳极槽上端口，阳极槽硫酸铜溶液流出端口设置在阳极槽底端，上位槽的出液口通过硫酸铜溶液输送管道与阴极辊两侧的阳极槽上端口连通。
方案进一步的优化是：所述上位槽与阳极槽硫酸铜溶液流入端口连通的管路中设置有总流量调节阀，所述阳极槽硫酸铜溶液流出端口与溶铜系统接通的管路中设置有阳极槽硫酸铜溶液流速调节阀。
方案进一步的优化是：所述阳极槽底端阳极槽硫酸铜溶液流出端口的长度为阴极辊的长度，流出端口的宽度至少是阴极辊与弧形阳极之间间隙的二倍。
方案进一步的优化是：所述阳极槽硫酸铜溶液流出端口与溶铜系统之间设置有硫酸铜溶液回流接收罐，所述硫酸铜溶液回流接收罐通过一个硫酸铜溶液补充泵连通至上位槽的进液口。
方案进一步的优化是：所述硫酸铜溶液补充泵与上位槽之间连通的管路中设置有硫酸铜溶液回流流量调节阀。
本实用新型与现有技术的对比具有如下的优点：
1.彻底颠覆了只能用添加剂控制铜箔表面质量的历史，通过改变硫酸铜溶液的方向以及控制硫酸铜溶液在阴极辊表面的流速，控制铜箔表面的粗糙度以及铜箔铜离子的电镀密度，降低了对过滤设备的要求，简化了生产工艺流程，使得控制过程简单、易操作。
2.比传统的生箔设备简单，降低了生产成本。
3.减少了污染物的排放，利于环保，具有显著的经济效益和社会效益。
下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。
附图说明
图1是本实用新型系统结构示意图；
图2是本实用新型系统带有回流接收罐的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种电解铜箔的生产装置，参见图1。所述系统包括阴极辊1、半圆弧形阳极2、溶铜系统12，阴极辊在弧形阳极中转动设置，阴极辊与弧形阳极之间设置的间隙形成极阳极槽3，阳极与阴极辊之间的距离通常保持在8mm至15mm之间，在阳极槽之上设置有向阳极槽输送硫酸铜溶液的上位槽13，阳极槽两侧上端口分别位于阴极辊两侧，（即位于阴极辊沿中心轴向垂直分开的两个侧面）其中，阴极辊的一个侧面是出箔面；生产中阳极槽中有流动的硫酸铜溶液4，在阴极辊和阳极之间通入电流，随着阴极辊的转动，由电化学反应，电镀在阴极辊上的铜箔5被连续不断的揭下经剥离辊6由收卷辊7收卷。所述阳极槽设置有硫酸铜溶液流入端口和硫酸铜溶液流出端口，溶铜系统通过输送管路与上位槽的进液口连通，上位槽的出液口通过硫酸铜溶液输送管道与阳极槽的硫酸铜溶液流入端口连通，阳极槽硫酸铜溶液流出端口与溶铜系统连通，其中，所述阳极槽硫酸铜溶液流入端口至少是阴极辊一个侧面的阳极槽上端口，上位槽的出液口通过硫酸铜溶液输送管道至少与阴极辊一个侧面的阳极槽上端口连通。
所述的溶铜系统是目前铜箔厂传统的系统，包括溶铜罐、热交换器、过滤器和储液罐，溶铜系统通过输送管路与上位槽的进液口连通，是从溶铜系统的储液罐通过泵和管路与上位槽的进液口的连通。
作为本实施例的一个优化方案，本实施例所述阴极辊一个侧面是阴极辊出箔侧面，上位槽的出液口通过硫酸铜溶液输送管道与阴极辊出箔侧的阳极槽上端口3-1连通。
作为本实施例的另一个优化方案，由于所述阳极槽硫酸铜溶液流入端口至少是从阴极辊一侧的阳极槽上端口，因此阳极槽硫酸铜溶液流出端口可以是设置在阳极槽的底部，即在弧形阳极底部沿轴向设置有通长的槽口，也可以是在阴极辊另一侧的阳极槽上端口。而为了克服硫酸铜溶液中的铜离子被电镀到阴极辊的过程中析氧产生大量的气泡从阳极槽上端口放出，在本方案中，所述阳极槽硫酸铜溶液流入端口是位于阴极辊径向两侧的阳极槽上端口，阳极槽硫酸铜溶液流出端口设置在阳极槽底端，即：在弧形阳极底部沿轴向设置有通长的槽口，上位槽的出液口通过硫酸铜溶液输送管道与阴极辊两侧的阳极槽上端口连通。
本实施例中，所述上位槽与阳极槽硫酸铜溶液流入端口连通的管路14中设置有总流量调节阀15，所述阳极槽硫酸铜溶液流出端口与溶铜系统接通的管路10中设置有阳极槽硫酸铜溶液流速调节阀11。
实施例中，为了实现对阳极槽中硫酸铜溶液流速的控制，所述阳极槽底端阳极槽硫酸铜溶液流出端口的长度是阴极辊的长度，流出端口的宽度至少是阴极辊与弧形阳极之间间隙的二倍。
实施例2：
本实施例是在实施例1的基础上进行的改进，本实施例中与实施例1相同的部分，请参照实施例1中公开的内容进行理解，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容。
参见图2，由于此种结构加大了对硫酸铜溶液源液的需求，这样势必增加对溶铜系统的需求，增加设备投入，为解决此问题，本实施例中，将原来的硫酸铜溶液原液上位槽改为混合液上位槽，因此，所述阳极槽硫酸铜溶液流出端口与溶铜系统之间设置有硫酸铜溶液回流接收罐8，所述硫酸铜溶液回流接收罐通过一个硫酸铜溶液补充泵连通至上位槽的进液口；所述硫酸铜溶液回流接收罐通过一个硫酸铜溶液补充泵9连通至上位槽的进液口。所述硫酸铜溶液补充泵与上位槽之间连通的管路16中设置有硫酸铜溶液回流流量调节阀17。
Claims (7)
1.一种电解铜箔的生产装置，包括阴极辊、半圆弧形阳极、溶铜系统，阴极辊在弧形阳极中转动设置，阴极辊与弧形阳极之间设置的间隙形成阳极槽，在阳极槽之上设置有向阳极槽输送硫酸铜溶液的上位槽，阳极槽两侧上端口分别位于阴极辊两侧，其中一侧为出箔侧，所述阳极槽设置有硫酸铜溶液流入端口和硫酸铜溶液流出端口，溶铜系统通过输送管路与上位槽的进液口连通，阳极槽硫酸铜溶液流出端口与溶铜系统连通，其特征在于，所述阳极槽硫酸铜溶液流入端口至少是阴极辊一个侧面的阳极槽上端口，上位槽的出液口通过硫酸铜溶液输送管道至少与阴极辊一个侧面的阳极槽上端口连通。
2. 根据权利要求1所述的一种电解铜箔的生产装置，其特征在于，所述阴极辊一个侧面是阴极辊出箔侧面，上位槽的出液口通过硫酸铜溶液输送管道与阴极辊出箔侧的阳极槽上端口连通。
3. 根据权利要求1所述的一种电解铜箔的生产装置，其特征在于，所述阳极槽硫酸铜溶液流入端口是位于阴极辊径向两侧的阳极槽上端口，阳极槽硫酸铜溶液流出端口设置在阳极槽底端，上位槽的出液口通过硫酸铜溶液输送管道与阴极辊两侧的阳极槽上端口连通。
4. 根据权利要求1或2或3所述的一种电解铜箔的生产装置，其特征在于，所述上位槽与阳极槽硫酸铜溶液流入端口连通的管路中设置有总流量调节阀，所述阳极槽硫酸铜溶液流出端口与溶铜系统连通的管路中设置有阳极槽硫酸铜溶液流速调节阀。
5. 根据权利要求3所述的一种电解铜箔的生产装置，其特征在于，所述阳极槽底端阳极槽硫酸铜溶液流出端口的长度为阴极辊的长度，流出端口的宽度至少是阴极辊与弧形阳极之间间隙的二倍。
6. 根据权利要求1所述的一种电解铜箔的生产装置，其特征在于，所述阳极槽硫酸铜溶液流出端口与溶铜系统之间设置有硫酸铜溶液回流接收罐，所述硫酸铜溶液回流接收罐通过一个硫酸铜溶液补充泵连通至上位槽的进液口。
7. 根据权利要求6所述的一种电解铜箔的生产装置，其特征在于，所述硫酸铜溶液补充泵与上位槽之间连通的管路中设置有硫酸铜溶液回流流量调节阀。
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Legal Events
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Denomination of utility model: Device for producing electrolytic copper foil Effective date of registration: 20150605 Granted publication date: 20130710 Pledgee: Agricultural Bank of China, Limited by Share Ltd, Shanghang county subbranch Pledgor: FUJIAN CLEAR VIEW COPPER FOILS Co.,Ltd. Registration number: 2015990000444 |
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Date of cancellation: 20160427 Granted publication date: 20130710 Pledgee: Agricultural Bank of China, Limited by Share Ltd, Shanghang county subbranch Pledgor: FUJIAN CLEAR VIEW COPPER FOILS Co.,Ltd. Registration number: 2015990000444 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Device for producing electrolytic copper foil Effective date of registration: 20160519 Granted publication date: 20130710 Pledgee: Bank of Quanzhou Limited by Share Ltd. Longyan branch Pledgor: FUJIAN CLEAR VIEW COPPER FOILS Co.,Ltd. Registration number: 2016350000045 |
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| CX01 | Expiry of patent term |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230817 Granted publication date: 20130710 Pledgee: Bank of Quanzhou Limited by Share Ltd. Longyan branch Pledgor: FUJIAN CLEAR VIEW COPPER FOILS Co.,Ltd. Registration number: 2016350000045 |