CN211471584U - 一种一次成型的多孔铜箔制造装备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种一次成型的多孔铜箔制造装备，包括盛装有电解液的电解槽、设于电解槽内的阳极板、若干位于电解槽上方且呈矩形排布的导电辊以及设于导电辊上的阴极环带，所述阳极板连接电源正极，所述阴极环带连接电源负极，所述阴极环带由导电辊驱动通过电解槽，所述阴极环带的上方设有打印机和紫外线烘干装置，通过打印机在阴极环带表面打印出绝缘凸点，所述绝缘凸点的直径等于多孔铜箔的孔径，所述绝缘凸点高度在0.1—50微米。本实用新型可一次成型高密度、微米级的多孔铜箔，并同步具备工艺流程短、多孔成型品质高、生产成本低的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电解铜箔加工领域，具体涉及一种可一次成型的多孔铜箔的铜箔制造装置。
背景技术
目前，锂离子电池因自身能量密度高、循环寿命长、自放电小等优点，广泛应用于消费类、IT、通讯、储能、电动工具、电动汽车等领域。绿色出行的电动车已成为国策。电动车动力是车载蓄电池，而锂离子电池则是电动车的首选，生产高品质、低成本的锂离子电池，对于节能减排有着具体而现实的意义。
提高电池能量密度一直是新能源汽车的奋斗目标。锂离子电池由阴极、阳极、隔膜及电解液等材料组成；而阴极、阳极集流体是铜箔和铝箔。减少集流体重量，采用更薄、重量更轻的超薄铜箔、多孔铜箔，是一个重要发展方向。
采用高密度、微米级多孔箔材，能增大正负极材料与箔材之间的接触面积，材料的附着力会增强，从而更好的防止脱粉、掉料的现象，并能降低电极接触内阻，提高功率密度，减少粘结剂的用量，提升面密度从而提高比能量。常规箔材的锂电池，电解液从纵向四周向中心扩散浸润，多孔铜箔是呈立体式渗透扩散，彻底消除部分电池极片中心浸润不到的问题。同时多孔铜箔中间的孔洞提高了箔材的表面粘附力，极片涂层正反两面材料形成“工”字型咬合状态，极片脱落的概率可大幅度降低。提升极片的弯折柔软度，更适用于柔性电池的应用。
目前市场上的多孔铜箔，其生产方式主要有以下3种方式：1打孔，在原有铜箔基材上进行二次打孔，有机械打孔和激光开孔两种方式。2、基体氧化法。在铝或铝合金载体，或者钛或钛合金阴极体先进行氧化，形成一定的氧化膜，然后在氧化膜上进行电解沉积铜层，利用氧化膜导电的不均匀性，使铜粒子析出而形成微孔铜箔的方法。氧化膜法生产的多孔铜箔的开孔率和孔径取决于阴极体上形成的氧化膜的厚度。由于氧化膜会随着时间发生变化，所以，很难控制开孔率和孔径。3、光刻多孔铜箔。光刻法制作的多孔铜箔，孔径大小均匀一致，孔隙率根据需要可调；然而，光刻法制作的多孔铜箔只能生产块状的铜箔，生产工艺复杂，生产成本很高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种一次成型的多孔铜箔制造装备，可一次成型高密度、微米级的多孔铜箔。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种一次成型的多孔铜箔制造装备，包括盛装有电解液的电解槽、设于电解槽内的阳极板、若干位于电解槽上方且呈矩形排布的导电辊以及设于导电辊上的阴极环带，所述阳极板连接电源正极，所述阴极环带连接电源负极，所述阴极环带由导电辊驱动通过电解槽，所述阴极环带的上方设有打印机和紫外线烘干装置，通过打印机在阴极环带表面打印出绝缘凸点，通过紫外线烘干装置将打印出的绝缘凸点固化，所述绝缘凸点的直径等于多孔铜箔的孔径，所述绝缘凸点高度在0.1—50微米。
可选的，还包括对阴极环带进行抛磨的尼龙刷辊。
可选的，还包括水洗装置和烘箱，由尼龙刷辊抛磨后的阴极环带通过水洗除去表面的金属氧化物碎屑然后再由烘箱烘干。
可选的，所述导电辊依靠电机或同步带驱动。
可选的，还包括对阴极环带进行张紧的张紧辊。
可选的，所述阴极环带为钛带，通过焊接制成无缝阴极环带。
可选的，所述阴极环带的厚度为0.1-2.0mm，表面粗糙度Rz≤0.32μ。
可选的，所述打印机采用UV喷墨打印机。
本实用新型采用的技术方案，具有如下有益效果：
1、采用打印机在阴极环带表面打印出绝缘凸点，打印好的图形，经过紫外线烘干器进行快速烘干，形成不溶于硫酸铜溶液的图案。图案运行经过导电辊进入电解液中，在直流电的作用下，铜离子沉积到阴极环带上，由于打印的图案部分为绝缘，铜会均匀沉积到绝缘图案周围，行成铜箔。当阴极环带运行出液面，通过剥离辊剥离，形成多孔铜箔。因此，可一次成型高密度、微米级的多孔铜箔，并同步具备工艺流程短、多孔成型品质高、生产成本低的优点。
2、采用UV固化干燥技术，打印的图形在紫外线能量的作用下，使高分子物质在瞬间形成网状交联，迅速固化。
3、通过尼龙刷辊，对阴极环带进行抛磨，除去环带除表层氧化物，同时使其表面尽量光滑平整。将抛磨好的阴极环带通过水洗装置的水洗，除去表面的金属氧化物碎屑，然后进入烘箱进行烘干。因此，阴极环带表面氧化或打印的图像发生变形时，可随时进行抛光，将印刷的图像完全清理干净。
本实用新型采用的具体技术方案及其带来的有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图中予以详细的揭露。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1-电解槽，2-阴极环带，3-张紧辊，4-尼龙刷辊，5-水洗装置，6-烘箱，7-打印机，8-紫外线烘干装置，9-剥离辊，10-箔卷，11-导电辊，12-阳极板。
图2为普通图形示意图；
图3为带加强结构图形示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
参考图1所示，一种一次成型的多孔铜箔制造装备，包括盛装有电解液的电解槽1、设于电解槽内的阳极板12、若干位于电解槽上方且呈矩形排布的导电辊11以及设于导电辊上的阴极环带2，所述阳极板12连接电源正极，所述阴极环带2连接电源负极，所述阴极环带2由导电辊11驱动通过电解槽1。
其中，所述阴极环带的上方设有打印机7和紫外线烘干装置8，通过打印机7在阴极环带表面打印出绝缘凸点，通过紫外线烘干装置将打印出的绝缘凸点固化，所述绝缘凸点的直径等于多孔铜箔的孔径，所述绝缘凸点高度在0.1—50微米。
采用打印机7在阴极环带2表面进行在线连续打印，打印出绝缘凸点，形成凸点阵列图形。参考图2所示，为在阴极环带表面打印出的普通绝缘凸点图形示意图，参考图3所示，为在阴极环带表面打印出的带加强结构的绝缘凸点图形示意图。打印好的图形，经过紫外线烘干装置8进行快速烘干，形成不溶于硫酸铜溶液的图案。图案运行经过导电辊11进入电解液中，在直流电的作用下，铜离子沉积到阴极环带2上，由于打印的图案部分为绝缘，铜会均匀沉积到绝缘图案周围，行成铜箔。当阴极环带2运行出液面，通过剥离辊9剥离，形成多孔铜箔，然后进入钝化槽进行钝化，实施的钝化液为铬0.5-1.5g/l,糖精钠10-30ppm,通过热风烘干，然后卷取，形成多孔铜箔的箔卷10。因此，可一次成型高密度、微米级的多孔铜箔，并同步具备工艺流程短、多孔成型品质高、生产成本低的优点。采用UV固化干燥技术，打印的图形在紫外线能量的作用下，使高分子物质在瞬间形成网状交联，迅速固化。
另外，还可以包括对阴极环带进行抛磨的尼龙刷辊4，以及水洗装置5、烘箱6，由尼龙刷辊4抛磨后的阴极环带2通过水洗装置5进行水洗除去表面的金属氧化物碎屑然后再由烘箱6烘干。然后通过打印机7在阴极环带2长度方向上打印出图2或图3所示的阵列绝缘图案。
可以参考现有技术，所述导电辊依靠电机或同步带驱动，阴极环带运行速度0.5-5m/min。而且，还包括对阴极环带进行张紧的张紧辊3。
当然，上述的打印机7可以是任何打印机，本实施例采用高速高精度UV喷墨打印机。
本实施例中，所述阴极环带为钛带，或者不锈钢或其他导体材料，通过焊接-退火和轧制，形成无缝环带。所述阴极环带的厚度为0.1-2.0mm，宽度在150-1400mm,表面粗糙度Rz≤0.32μ。阴极环带表面的绝缘凸点耐酸，可连续使用4-12小时。
本领域技术人员可以理解的是，从阴极环带上剥离的多孔铜箔，在卷取前可使用已知的任何一种铜箔表面防氧化技术。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
Claims (8)
1.一种一次成型的多孔铜箔制造装备，包括盛装有电解液的电解槽、设于电解槽内的阳极板、若干位于电解槽上方且呈矩形排布的导电辊以及设于导电辊上的阴极环带，所述阳极板连接电源正极，所述阴极环带连接电源负极，所述阴极环带由导电辊驱动通过电解槽，其特征在于：所述阴极环带的上方设有打印机和紫外线烘干装置，通过打印机在阴极环带表面打印出绝缘凸点，通过紫外线烘干装置将打印出的绝缘凸点固化，所述绝缘凸点的直径等于多孔铜箔的孔径，所述绝缘凸点高度在0.1—50微米。
2.根据权利要求1所述的一种一次成型的多孔铜箔制造装备，其特征在于：还包括对阴极环带进行抛磨的尼龙刷辊。
3.根据权利要求2所述的一种一次成型的多孔铜箔制造装备，其特征在于：还包括水洗装置和烘箱，由尼龙刷辊抛磨后的阴极环带通过水洗除去表面的金属氧化物碎屑然后再由烘箱烘干。
4.根据权利要求1所述的一种一次成型的多孔铜箔制造装备，其特征在于：所述导电辊依靠电机或同步带驱动。
5.根据权利要求4所述的一种一次成型的多孔铜箔制造装备，其特征在于：还包括对阴极环带进行张紧的张紧辊。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种一次成型的多孔铜箔制造装备，其特征在于：所述阴极环带为钛带，通过焊接制成无缝阴极环带。
7.根据权利要求6所述的一种一次成型的多孔铜箔制造装备，其特征在于：所述阴极环带的厚度为0.1-2.0mm，表面粗糙度Rz≤0.32μ。
8.根据权利要求1所述的一种一次成型的多孔铜箔制造装备，其特征在于：所述打印机采用UV喷墨打印机。
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| CN112626570A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-09 | 长沙锂安能电子科技有限公司 | 一种金属箔材的电解制备设备及金属箔材的电解制备工艺 |
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| CN114695842A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-01 | 广东嘉元科技股份有限公司 | 一种微孔铜箔用铜箔制造装置 |
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