專利名稱：電解銅箔雙面同步粗化的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解銅箔粗化方法，尤其涉及電解銅箔雙面同步粗化的方法，本發(fā)明還涉及電解銅箔雙面同步粗化的設(shè)備，屬于電解銅箔技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋰離子動(dòng)力電池用雙面粗化電解銅箔與覆銅板用電解銅箔相比，各項(xiàng)銅箔性能指標(biāo)相差甚大，鋰離子動(dòng)力電池用雙面粗化電解銅箔機(jī)械測(cè)量厚度< 12微米、光面和毛面晶體結(jié)構(gòu)致密均勻、光毛面輪廓粗糙度< 2. 5微米、金屬密度接近銅理論密度、延伸率> 5%、 抗拉強(qiáng)度> 400N/mm2等特性。雙面粗化電解銅箔在與負(fù)極材料黏貼時(shí)，接觸面積成倍增長(zhǎng)， 能夠降低負(fù)極集流體與負(fù)極材料之間的接觸電阻，提高雙面粗化電解銅箔表面與漿料的結(jié)合力，提高鋰離子動(dòng)力電池的體積容量，用雙面粗化電解銅箔制成的負(fù)極集流體具有良好的耐冷熱膨脹性能，可以明顯提高鋰離子動(dòng)力電池的充放電循環(huán)次數(shù)，延長(zhǎng)電池的使用壽命。目前雙面粗化電解銅箔表面生產(chǎn)使用的設(shè)備的陽(yáng)極如圖1所示，陽(yáng)極分布在槽體兩側(cè)，槽體內(nèi)液體的溶液流動(dòng)分布如圖2所示，先處理銅箔的光面，再反過(guò)來(lái)二次處理銅箔毛面的生產(chǎn)工藝，但這樣生產(chǎn)成本大，能耗高，給生產(chǎn)廠家?guī)?lái)諸多問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電解銅箔雙面同步粗化的方法，銅箔經(jīng)過(guò)粗化槽和固化槽時(shí)光面和毛面均有電解液流過(guò)，一次同步完成銅箔光面和毛面的電鍍處理。本發(fā)明的前一個(gè)技術(shù)方案是提供一種電解銅箔雙面同步粗化的方法，是在所述的電解銅箔經(jīng)過(guò)粗化槽和固化槽時(shí)，在光面和毛面均設(shè)置有對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極板，并讓電解液從電解銅箔和陽(yáng)極板間流過(guò)，一次同步完成電解銅箔的光面和毛面電鍍沉銅處理。進(jìn)一步的，上述的電解銅箔雙面同步粗化的方法，其中，所述的粗化槽電解硫酸銅溶液的工藝控制溶液中銅含量18 25g/L，溶液中酸含量130 140g/L，溫度32 38°C。進(jìn)一步的，上述的電解銅箔雙面同步粗化的方法，其中，所述的固化槽電解硫酸銅溶液的工藝控制溶液中銅含量50 60g/L，溶液中酸含量100 110g/L，溫度40 50°C。本發(fā)明的后一個(gè)技術(shù)方案是提供一種電解銅箔雙面同步粗化所使用的設(shè)備，包括，酸洗槽、粗化槽、固化槽、水洗槽和防氧化槽，其中，粗化槽和固化槽內(nèi)的電鍍陽(yáng)極板分布在槽體的中間及前側(cè)。上述的電解銅箔雙面同步粗化所使用的設(shè)備，其中，所述的粗化槽和固化槽內(nèi)，在距離液中輥上端IOcm的位置上設(shè)有第三電解液進(jìn)液管。上述的電解銅箔雙面同步粗化所使用的設(shè)備，其中，所述進(jìn)液管為PVC液管。進(jìn)一步的，上述的電解銅箔雙面同步粗化所使用的設(shè)備，其中，所述的陽(yáng)極板為鈦陽(yáng)極板。本發(fā)明所提供的方法和設(shè)備所生產(chǎn)的產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)光面和毛面結(jié)構(gòu)基本一致，雙面粗化電解銅箔表面輪廓均勻細(xì)致，高延伸率與高抗拉強(qiáng)度，厚度均勻性良好，雙面粗化電解銅箔機(jī)械測(cè)量厚度< 12微米。與碳漿材料黏貼牢固，可降低負(fù)極集流體與負(fù)極材料之間的接觸電阻，大幅度提高鋰離子動(dòng)力電池的體積容量比。使用高性能雙面粗化電解銅箔組成的負(fù)極集流體具有良好的耐冷熱膨脹性能，在充放電時(shí)不易產(chǎn)生斷裂，可以明顯提高鋰離子動(dòng)力電池的充放電循環(huán)次數(shù)，延長(zhǎng)電池的使用壽命。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的電解銅箔雙面同步粗化的方法及其使用的設(shè)備，一次同步完成銅箔光面和毛面的電鍍處理，提高生產(chǎn)效率，降低能耗。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)銅箔表面處理設(shè)備示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)表面處理板溶液流動(dòng)示意圖3是本發(fā)明具體實(shí)施1銅箔表面處理設(shè)備示意圖； 圖4是本發(fā)明具體實(shí)施1溶液流動(dòng)示意圖。其中銅箔1、酸洗槽2、粗化槽3、固化槽4、水洗槽5、防氧化槽6、烘干箱7、陽(yáng)極板8、第一進(jìn)液管9、第二進(jìn)液管10、第三進(jìn)液管11。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。參閱圖3、圖4所示，一種電解銅箔雙面同步粗化的方法的設(shè)備，包括酸洗槽2、粗化槽3、固化槽4、水洗槽5和防氧化槽6。其中，粗化槽3和固化槽4的底部分別設(shè)有第一電解液PVC進(jìn)液管9、第二電解液PVC進(jìn)液管10，在距離液中輥上端IOcm的位置上設(shè)有第三電解液PVC進(jìn)液管11，用以改變粗化槽和固化槽體溶液的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，保證粗化溶液和固化溶液的流量工藝要求，使得銅箔產(chǎn)品表面電鍍結(jié)晶的均勻一致性；在粗化槽3和固化槽4 中間及前側(cè)分別設(shè)有鈦陽(yáng)極板8，銅箔經(jīng)過(guò)粗化槽3和固化槽4時(shí)，中間鈦陽(yáng)極板和前端鈦陽(yáng)極板同時(shí)通電，就可完成同步生產(chǎn)。具體使用時(shí)，將銅箔1首先經(jīng)過(guò)酸洗槽2清洗、去除銅箔表面的氧化物，并對(duì)表面進(jìn)行浸蝕，然后將處理過(guò)的銅箔1放入粗化槽3中，粗化槽3內(nèi)的第一進(jìn)液管9、第二進(jìn)液管 10、第三進(jìn)液管11同時(shí)流出電解液，使得銅箔1的光面和毛面均有電解液流過(guò)，再給中間陽(yáng)極板8和前端鈦陽(yáng)極板8同時(shí)通電，一次同步完成銅箔1光面和毛面的電鍍處理；再使粗化處理過(guò)的銅箔1置入固化槽4中，固化槽4內(nèi)的第一進(jìn)液管9、第二進(jìn)液管10、第三進(jìn)液管 11同時(shí)流出電解液，使得銅箔1的光面和毛面均有電解液流過(guò)，再給中間陽(yáng)極板8和前端鈦陽(yáng)極板8同時(shí)通電，一次同步完成銅箔1光面和毛面的電鍍處理，粗化瘤體被正常的銅鍍層所包圍及加固，粗化層與銅箔1基體結(jié)合牢固，形成最終的粗化層；再將固化后的銅箔1經(jīng)過(guò)水洗槽5水洗以清除表面附帶的電解液，放入防氧化槽6進(jìn)行防氧化處理，有利于進(jìn)一步提高銅箔與基材結(jié)合力，最后放入烘干箱7進(jìn)行烘干除銅箔表面的水分，防止殘留水分對(duì)銅箔的危害。各個(gè)粗化處理和固化處理的工藝條件為
1、粗化槽電解硫酸銅溶液的工藝控制溶液中銅含量18 25g/L，溶液中酸含量 130 140g/L，溫度 32 38°C。
2、固化槽電解硫酸銅溶液的工藝控制溶液中銅含量50 60g/L，溶液中酸含量 100 110g/L，溫度 40 50"C。3、電鍍用陽(yáng)極板技術(shù)要求采用鈦陽(yáng)極板，電流密度在6000 7000A/m2，高性能的陽(yáng)極板保證在高溫度、高硫酸濃度、高電流密度的條件下穩(wěn)定生產(chǎn)。4、粗化槽和固化槽的溶液流量要求20m3/h，通過(guò)高性能耐腐蝕供液泵進(jìn)行變頻控制，達(dá)到流量的穩(wěn)定。5、銅箔表面處理設(shè)備采用變頻同步控制，銅箔在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)起皺。槽體各分段張力同步穩(wěn)定，達(dá)到減少銅箔在線運(yùn)行的磨擦，保證銅箔表面的晶體結(jié)構(gòu)不會(huì)受到磨擦破壞。6、直流電流設(shè)備采用可控硅整流柜的大功率直流輸出裝置，其輸出的直流電壓和直流電流是通過(guò)電腦編程調(diào)節(jié)操作。采用上述方法和設(shè)備所生產(chǎn)的銅箔，雙面粗化電解銅箔機(jī)械測(cè)量厚度< 12微米， 光面和毛面結(jié)構(gòu)基本一致，雙面粗化電解銅箔表面輪廓均勻細(xì)致，厚度均勻，面密度95— 100g/m2,延伸率> 5%，抗拉強(qiáng)度彡400N/mm2，粗糙度< 2. 5微米，使用高性能雙面粗化電解銅箔組成的負(fù)極集流體具有良好的耐冷熱膨脹性能，在充放電時(shí)不易產(chǎn)生斷裂，可以明顯提高鋰離子動(dòng)力電池的充放電循環(huán)次數(shù)，延長(zhǎng)電池的使用壽命。采用本發(fā)明電解銅箔雙面同步粗化的方法及其設(shè)備，一次同步完成銅箔光面和毛面的電鍍處理。雙面粗化電解銅箔表面處理所使用的設(shè)備和處理工藝能耗比較 1、進(jìn)行雙面粗化電解銅箔表面處理過(guò)程中使用的設(shè)備分別為
1)、粗化槽供液泵1臺(tái)llkW;
2)、固化槽供液泵1臺(tái)llkw;
3)、防氧化槽供液泵1臺(tái)7.5kw；
4)、水洗槽供水泵1臺(tái)3kw；
5)、銅箔烘干箱加熱管10支20kw；
6)、表面處理機(jī)放卷電機(jī)1臺(tái)3.7kw ；
7)、表面處理機(jī)收卷電機(jī)1臺(tái)3.7kw ；
8)、表面處理機(jī)槽體電機(jī)6臺(tái)，每臺(tái)2.2kw 共13. 2kw ；
9)、抽風(fēng)風(fēng)柜電機(jī)1臺(tái)15kw；
10)、抽風(fēng)凈化水泵1臺(tái)5.5kw ；
11)、整流柜1套200kw;
12)、車間送風(fēng)風(fēng)柜電機(jī)1臺(tái):20kw； 合計(jì)總功率313. 6kw。2、以每分鐘20米的生產(chǎn)速度進(jìn)行雙面粗化電解銅箔表面處理工藝能耗比較(以 IOOOkg 為例)
1)、時(shí)間比較
①原工藝第一次處理光面所需時(shí)間為7. 455小時(shí)，原工藝第二次處理毛面所需時(shí)間為 7. 455小時(shí)，處理完合計(jì)時(shí)間為14. 91小時(shí)。②采用新工藝一次同步處理光面和毛面所需時(shí)間為7. 455小時(shí)。
3)、電耗比較
①原有的生產(chǎn)工藝電耗4675. 776 kwh。②新生產(chǎn)工藝電耗2337. 888 kwh。4)、水耗比較
①原有的生產(chǎn)工藝水消耗量②新生產(chǎn)工藝水消耗量新舊工藝處理比較得出
:186. 375m3/h，廢水產(chǎn)生量186. 375m3/h。 :93. 1875m3/h，廢水產(chǎn)生量93. 1875m3/h。 新工藝的生產(chǎn)能耗整體下降50%。
權(quán)利要求
1.一種電解銅箔雙面同步粗化的方法，其特征在于，是在所述的電解銅箔經(jīng)過(guò)粗化槽和固化槽時(shí)，在光面和毛面均設(shè)置有對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極板，并讓電解液從電解銅箔和陽(yáng)極板間流過(guò)，一次同步完成電解銅箔的光面和毛面電鍍沉銅處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解銅箔雙面同步粗化的方法，其特征在于，所述的粗化槽電解液的工藝參數(shù)為溶液中銅含量18 25g/L，溶液中酸含量130 140g/L，溫度32 38 "C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解銅箔雙面同步粗化的方法，其特征在于，所述的固化槽電解液的工藝參數(shù)為溶液中銅含量50 60g/L，溶液中酸含量100 110g/L，溫度40 50 "C。
4.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述電解銅箔雙面同步粗化的方法的設(shè)備，包括酸洗槽、粗化槽、固化槽、水洗槽和防氧化槽，其特征在于，粗化槽和固化槽內(nèi)的電鍍陽(yáng)極板分布在槽體的中間及前側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述的粗化槽和固化槽內(nèi)，在距離液中輥上端IOcm的位置上設(shè)有第三電解液進(jìn)液管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述進(jìn)液管為PVC液管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述的陽(yáng)極板為鈦陽(yáng)極板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電解銅箔雙面同步粗化的方法及設(shè)備，其技術(shù)要點(diǎn)是，在電解銅箔經(jīng)過(guò)粗化槽和固化槽時(shí)，在光面和毛面均設(shè)置有對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極板，并讓電解液從電解銅箔和陽(yáng)極板間流過(guò)，一次同步完成電解銅箔的光面和毛面電鍍沉銅處理，所用的設(shè)備粗化槽和固化槽內(nèi)的電鍍陽(yáng)極板分布在槽體的中間及前側(cè)；屬于電解銅箔技術(shù)領(lǐng)域；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的電解銅箔雙面同步粗化的方法及其使用的設(shè)備，一次同步完成銅箔光面和毛面的電鍍處理，提高生產(chǎn)效率，降低能耗。
文檔編號(hào)C25D3/38GK102181899SQ20111011091
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者劉少華, 葉銘, 廖平元, 廖躍元, 李堅(jiān)強(qiáng), 溫秋霞 申請(qǐng)人:廣東嘉元科技股份有限公司