CN220788837U - 防撕边电解装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种防撕边电解装置，防撕边电解装置包括储液部、阳极导电部和供电部，供电部的正极电连接阳极导电部，且供电部的负极用于电连接阴极辊，阳极导电部能够和阴极辊表面间隔设置并形成连通储液部的电解间隙，以使储液部内的铜离子盐溶液能够进入电解间隙并发生电解反应。本申请提供的防撕边电解装置，解决了铜箔剥离阴极辊时容易发生撕边的问题。

Description

防撕边电解装置

技术领域

本申请涉及铜箔剥离装置技术领域，特别是涉及一种防撕边电解装置。

背景技术

近年来，新能源领域的迅猛发展，给锂电池带来了强大的发展动力，高能量密度以及高功率的锂电池已成为具有国家战略意义的核心竞争技术。铜箔在锂电池中作为负极集流体和活性材料载体，其性能的好坏影响到锂电池的效率、稳定性以及寿命。为达到高能量密度和高功率锂电池的战略目标，要求铜箔厚度越来越薄，但是铜箔厚度太小容易导致铜箔剥离阴极辊时发生撕边。

目前解决铜箔撕边问题的主要措施为在阴极辊边缘保留一部分氧化层，在电沉积时，确保铜离子不容易还原沉积到具有氧化层的边缘地区，以此来实现铜箔的防撕边，但氧化层的厚度及氧化程度很难控制，导致氧化层的一致性较差。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种防撕边电解装置，以解决铜箔剥离阴极辊时容易发生撕边的问题。

本申请提供的防撕边电解装置包括储液部、阳极导电部和供电部，供电部的正极电连接阳极导电部，且供电部的负极用于电连接阴极辊，阳极导电部能够和阴极辊表面间隔设置并形成连通储液部的电解间隙，以使储液部内的铜离子盐溶液能够进入电解间隙并发生电解反应。

在其中一个实施例中，储液部设有出液口，且储液部通过出液口连通电解间隙。

在其中一个实施例中，储液部设于阳极导电部的一侧，并且，出液口设于储液部靠近阳极导电部的一端。

在其中一个实施例中，防撕边电解装置还包括出液调节板，出液调节板设于出液口处并与储液部活动连接，以调节出液口的流通量。

在其中一个实施例中，防撕边电解装置还包括第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板沿着阴极辊的轴向间隔设置并分别连接于出液口的两端，且第一侧板和第二侧板分别朝向远离出液口的方向延伸。

在其中一个实施例中，防撕边电解装置还包括沿着阴极辊轴向间隔设置的第一隔条和第二隔条，第一隔条连接于阳极导电部的一端并沿着阴极辊的周向延伸，第一隔条连接于阳极导电部的另一端并沿着阴极辊的周向延伸。

在其中一个实施例中，第一隔条和第二隔条分别与阴极辊表面间隙配合。

在其中一个实施例中，阳极导电部朝向阴极辊的一端设有圆柱面，圆柱面能够和阴极辊表面间隔设置形成电解间隙。

在其中一个实施例中，阳极导电部包括阳极导电板和通电螺接件，供电部通过通电螺接件连接阳极导电板。

在其中一个实施例中，阳极导电部沿着阴极辊轴向的宽度a，满足，5mm≤a≤100mm。

与现有技术相比，本申请提供的防撕边电解装置，通过在阴极辊的两端设置防撕边电解装置，当阴极辊转动至防撕边电解装置所在位置时，防撕边电解装置会先在阴极辊端部边缘沉积一层较为致密的种子层铜箔带，之后，当沉积有种子层铜箔带的阴极辊运行至大电解槽(用于在阴极辊表面生成铜箔)时，覆盖于整个阴极辊表面的铜箔会在已沉积的种子层铜箔带上继续生成铜箔。如此，一方面，能增加铜箔边缘的厚度，提高铜箔边缘的结构强度，从而防止铜箔边缘发生撕边。另一方面，还能使铜箔边缘底部的晶粒更加细化且致密，又利于从阴极辊上剥离铜箔。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一实施例的防撕边电解装置、阴极辊和安装台的装配结构示意图；

图2为本申请提供的一实施例的防撕边电解装置和阴极辊的局部装配示意图；

图3为本申请提供的一实施例的防撕边电解装置的结构示意图。

附图标记：1000、防撕边电解装置；100、储液部；110、出液口；200、阳极导电部；210、电解间隙；220、阳极导电板；221、圆柱面；230、通电螺接件；240、电源接线柱；300、安装台；410、第一侧板；420、第二侧板；510、第一隔条；520、第二隔条；600、阴极辊。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

近年来，新能源领域的迅猛发展，给锂电池带来了强大的发展动力，高能量密度以及高功率的锂电池已成为具有国家战略意义的核心竞争技术。铜箔在锂电池中作为负极集流体和活性材料载体，其性能的好坏影响到锂电池的效率、稳定性以及寿命。为达到高能量密度和高功率锂电池的战略目标，要求铜箔厚度越来越薄，但是铜箔厚度太小容易导致铜箔剥离阴极辊时发生撕边。

目前解决铜箔撕边问题的主要措施为在阴极辊边缘保留一部分氧化层，在电沉积时，确保铜离子不容易还原沉积到具有氧化层的边缘地区，以此来实现铜箔的防撕边，但氧化层的厚度及氧化程度很难控制，导致氧化层的一致性较差。

请参阅图1-图3，为了解决铜箔剥离阴极辊600时容易发生撕边的问题，本申请提供一种防撕边电解装置1000，该防撕边电解装置1000包括储液部100、阳极导电部200和供电部(图未示)，供电部的正极电连接阳极导电部200，且供电部的负极用于电连接阴极辊600。供电部可以是蓄电池或者其他形式的直流电源，当然，为了稳定供电，供电部也可以是串联整流器的交流电源。并且，供电部可以是独立的电源，也可以是和阴极辊600共用的电源。阳极导电部200能够和阴极辊600表面间隔设置形成连通储液部100的电解间隙210，以使储液部100内的铜离子盐溶液能够进入电解间隙210并发生电解反应。电解间隙210的间距在5mm到20mm之间。

具体地，如图1所示，阴极辊600安装于安装台300，安装台300内设有大量的硫酸铜溶液，用于反应生成铜箔，防撕边电解装置1000设于安装台300并与阴极辊600相对设置。

需要说明的是，铜离子盐溶液包括但不限于硫酸铜溶液、硝酸铜溶液和氯化铜溶液等，在此不一一列举。

并且，需要注意的是，阴极辊600一般呈圆柱形，圆柱形的阴极辊600包括位于中间的圆柱面221和位于两端的圆形面，铜箔生成于阴极辊600的圆柱面221，因此，在本申请中，如没有特别说明，阴极辊600的表面即为阴极辊600的圆柱面221。

具体地，防撕边电解装置1000的工作过程如下：首先，将阳极导电部200和阴极辊600表面间隔设置形成连通储液部100的电解间隙210，需要注意的是，阳极导电部200设置于阴极辊600的两端；然后，使阴极辊600均匀转动，并接通供电部，使阳极导电部200连接供电部的正极，且使阴极辊600连接供电部的负极；之后，引导储液部100内的铜离子盐溶液进入并填充电解间隙210，以使阴极辊600表面、阳极导电部200和电解间隙210内的铜离子盐溶液形成电解反应池，并且，铜离子在阴极辊600的表面被还原成单质铜并吸附于阴极辊600的表面，以形成致密且薄的铜箔带(定义为种子层铜箔带)。

需要注意的是，以上操作步骤可以根据实际需求进行调整，在此不作一一列举。

通过在阴极辊600的两端设置防撕边电解装置1000，当阴极辊600转动至防撕边电解装置1000所在位置时，防撕边电解装置1000会先在阴极辊600端部边缘沉积一层较为致密的种子层铜箔带，之后，当沉积有种子层铜箔带的阴极辊600运行至大电解槽(用于在阴极辊600表面生成铜箔)时，覆盖于整个阴极辊600表面的铜箔会在已沉积的种子层铜箔带上继续生成铜箔。如此，一方面，能增加铜箔边缘的厚度(厚度增加5％左右)，提高铜箔边缘的结构强度，从而防止铜箔边缘发生撕边。另一方面，还能使铜箔边缘底部的晶粒更加细化且致密，又利于从阴极辊600上剥离铜箔。

进一步地，为了细化种子层铜箔带的晶粒，可在铜离子盐溶液中加入一定量的晶粒细化剂，具体可以是镁合金晶粒细化剂和Al-Ti-B晶粒细化剂(铝-钛-硼)。

在一实施例中，阳极导电部200沿着阴极辊600轴向的宽度a，满足，5mm≤a≤100mm。

需要注意的是，铜箔生成之后，需要对边缘进行切除，因此，如此设置，一方面，可避免种子层铜箔带的宽度太大，导致铜箔浪费过大，另一方面，可以避免种子层铜箔带的宽度太小，导致铜箔边缘的结构强度下降。

优选地，在一实施例中，10mm≤a≤50mm。

为了与阴极辊600表面的形状相适配，在一实施例中，如图3所示，阳极导电部200朝向阴极辊600的一端设有圆柱面221，圆柱面221能够和阴极辊600表面间隔设置形成电解间隙210。如此，可确保电解间隙210的间距均匀，有利于铜离子盐溶液在阴极辊600各处发生均匀反应。

进一步地，为了安装方便，在一实施例中，如图2所示，阳极导电部200包括瓦片状的阳极导电板220和通电螺接件230，供电部通过通电螺接件230连接阳极导电板220。

具体地，通电螺接件230连接供电部的正极线，但不限于此，在其他实施例中，供电部的正极还可以通过导电铜排连接通电螺接件230。通电螺接件230由螺接板和装配于螺接板的螺栓装配形成。

更具体地，阳极导电板220的长度在50mm-200mm之间，宽度在20mm-100mm之间，厚度在2mm-10mm之间，且阳极导电板220可以是纯钛板、钛合金板或者其他惰性金属板，在此不一一列举。

更进一步地，在一实施例中，如图2所示，阳极导电部200还包括电源接线柱240，通电螺接件230通过电源接线柱240连接供电部的正极。

在一实施例中，如图3所示，储液部100设有出液口110，且储液部100通过出液口110连通电解间隙210。

需要说明的是，储液部100的容积在100立方厘米到300立方厘米之间。

需要注意的是，为了便于储液部100和阴极辊600之间保持均匀的间隔，在一实施例中，储液部100靠近阴极辊600的一端也呈圆柱曲面状。

具体地，在一实施例中，如图2和图3所示，储液部100设于阳极导电部200的一侧，并且，出液口110设于储液部100靠近阳极导电部200的一端。在实际使用过程中，可将储液部100放置于阳极导电部200的上方，且出液口110位于储液部100的下方，如此，储液部100内的铜离子盐溶液能够在重力作用下，直接通过出液口110快速流入电解间隙210，极大地提高了储液部100的出液效率。

但不限于此，在另一实施例中，储液部100还可以通过液泵以及管道连通电解间隙210，也即，通过液泵的驱动作用，将储液部100内的铜离子盐溶液输送至电解间隙210内。如此，对储液部100的设置位置以及对出液口110的设置位置要求比较低，有利于防撕边电解装置1000的安装。

进一步地，在一实施例中，防撕边电解装置1000还包括出液调节板(图未示)，出液调节板设于出液口110处并与储液部100活动连接，以调节出液口110的流通量。

如此，通过设置出液调节板，有利于控制出液口110的出液量，避免出液量太小导致电解间隙210内的铜离子盐溶液不足而影响种子层铜箔带的生成，以及，避免出液量太大导致铜离子盐溶液溢出而污染阴极辊600。

具体地，在一实施例中，出液调节板铰接于储液部100，并且，出液调节板连接电机(图未示)，通过电机调节出液调节板的转动角度。

在一实施例中，如图2和图3所示，防撕边电解装置1000还包括第一侧板410和第二侧板420，第一侧板410和第二侧板420沿着阴极辊600的轴向间隔设置并分别连接于出液口110的两端，且第一侧板410和第二侧板420分别朝向远离出液口110的方向延伸。

如此，第一侧板410和第二侧板420设于出液口110的两端，可以避免从出液口110流出的铜离子盐溶液向出液口110的两端溢出，从而避免阴极辊600被铜离子盐溶液污染。

需要注意的是，为了避免第一侧板410和第二侧板420划伤阴极辊600，在一实施例中，第一侧板410和第二侧板420采用软质材料，具体地，第一侧板410和第二侧板420的材质可以是橡胶材质、硅胶材质或者其他软塑料材质，在此不一一列举。

进一步地，为了防止铜离子盐溶液外溢，在一实施例中，如图2和图3所示，防撕边电解装置1000还包括沿着阴极辊600轴向间隔设置的第一隔条510和第二隔条520，第一隔条510连接于阳极导电部200的一端并沿着阴极辊600的周向延伸，第一隔条510连接于阳极导电部200的另一端并沿着阴极辊600的周向延伸。

如此，第一隔条510和第二隔条520分别设于电解间隙210的两端，以减缓铜离子盐溶液从电解间隙210的两端溢出。

需要说明的是，之所以是减缓铜离子盐溶液的溢出，而不是完全阻止铜离子盐溶液的溢出，是因为第一隔条510和第二隔条520分别与阴极辊600表面间隙配合，如此，避免第一隔条510和第二隔条520影响阴极辊600的转动。

同样地，为了避免第一隔条510和第二隔条520划伤阴极辊600，在一实施例中，第一隔条510和第二隔条520采用软质材料，具体地，第一隔条510和第二隔条520的材质可以是橡胶材质、硅胶材质或者其他软塑料材质，在此不一一列举。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种防撕边电解装置，其特征在于，包括储液部(100)、阳极导电部(200)和供电部，所述供电部的正极电连接所述阳极导电部(200)，且所述供电部的负极用于电连接阴极辊(600)，所述阳极导电部(200)能够和阴极辊(600)表面间隔设置并形成连通所述储液部(100)的电解间隙(210)，以使所述储液部(100)内的铜离子盐溶液能够进入所述电解间隙(210)并发生电解反应。

2.根据权利要求1所述的防撕边电解装置，其特征在于，所述储液部(100)设有出液口(110)，且所述储液部(100)通过所述出液口(110)连通所述电解间隙(210)。

3.根据权利要求2所述的防撕边电解装置，其特征在于，所述储液部(100)设于所述阳极导电部(200)的一侧，并且，所述出液口(110)设于所述储液部(100)靠近所述阳极导电部(200)的一端。

4.根据权利要求2所述的防撕边电解装置，其特征在于，还包括出液调节板，所述出液调节板设于所述出液口(110)处并与所述储液部(100)活动连接，以调节所述出液口(110)的流通量。

5.根据权利要求2所述的防撕边电解装置，其特征在于，还包括第一侧板(410)和第二侧板(420)，所述第一侧板(410)和所述第二侧板(420)沿着阴极辊(600)的轴向间隔设置并分别连接于所述出液口(110)的两端，且所述第一侧板(410)和所述第二侧板(420)分别朝向远离所述出液口(110)的方向延伸。

6.根据权利要求1所述的防撕边电解装置，其特征在于，还包括沿着阴极辊(600)轴向间隔设置的第一隔条(510)和第二隔条(520)，所述第一隔条(510)连接于所述阳极导电部(200)的一端并沿着阴极辊(600)的周向延伸，所述第一隔条(510)连接于所述阳极导电部(200)的另一端并沿着阴极辊(600)的周向延伸。

7.根据权利要求6所述的防撕边电解装置，其特征在于，所述第一隔条(510)和所述第二隔条(520)分别与阴极辊(600)表面间隙配合。

8.根据权利要求1所述的防撕边电解装置，其特征在于，所述阳极导电部(200)朝向阴极辊(600)的一端设有圆柱面(221)，所述圆柱面(221)能够和阴极辊(600)表面间隔设置形成所述电解间隙(210)。

9.根据权利要求1所述的防撕边电解装置，其特征在于，所述阳极导电部(200)包括阳极导电板(220)和通电螺接件(230)，所述供电部通过所述通电螺接件(230)连接所述阳极导电板(220)。

10.根据权利要求1所述的防撕边电解装置，其特征在于，所述阳极导电部(200)沿着阴极辊(600)轴向的宽度a，满足，5mm≤a≤100mm。