一种锂电电解铜箔制造设备制造技术

本发明专利技术公开了一种锂电电解铜箔制造设备，包括用于电解铜箔的电解铜箔机构，所述电解铜箔机构的阴极辊出料的一侧依次设置有剥离机构、粗辊预压机构、高频冲压机构、精辊碾压机构、抛磨机构、清洗机构、烘干机构和收料机构，其中：剥离机构用于将阴极辊上形成的铜箔剥离；粗辊预压机构用于将剥离后的铜箔进行初步预压压实到预定的厚度；高频冲压机构用于在粗辊后的铜箔表面冲压成型凹凸点，以提升铜箔的延伸率。本发明专利技术设计新颖，结构合理，通过将电解后的铜箔从阴极电解辊上剥离后经由预压、高频冲压以及碾压和抛光后得到质量薄、表面光洁度高、微观缺陷少、密度高的铜箔，且具有优良的延伸率和抗拉强度，有利于锂电池的使用，提升锂电池的质量。

A Manufacturing Equipment for Lithium Electrolytic Copper Foil

The invention discloses a lithium electrolytic copper foil manufacturing equipment, including an electrolytic copper foil mechanism for electrolytic copper foil. The cathode roll discharging side of the electrolytic copper foil mechanism is successively provided with a stripping mechanism, a rough roll pre-pressing mechanism, a high frequency punching mechanism, a fine roll rolling mechanism, a polishing mechanism, a cleaning mechanism, a drying mechanism and a feeding mechanism. The stripping mechanism is used for the cathode roll. The stripping of copper foil formed on the surface of the stripped copper foil, the preliminary pre-compaction of the stripped copper foil by the rough roll pre-pressing mechanism to a predetermined thickness, and the high frequency stamping mechanism are used to stamp the concave and convex points on the surface of the stripped copper foil after the rough roll to improve the elongation of the copper foil. The invention has novel design and reasonable structure. After stripping the electrolytic copper foil from the cathode electrolytic roll, the thin copper foil with high quality, high surface finish, few micro defects and high density is obtained by pre-pressing, high frequency stamping, rolling and polishing. The copper foil has excellent elongation and tensile strength, which is conducive to the use of lithium batteries and improves the quality of lithium batteries.

【技术实现步骤摘要】
一种锂电电解铜箔制造设备
本专利技术涉及铜箔制造领域，尤其涉及一种锂电电解铜箔制造设备。
技术介绍
电解铜箔是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)、锂离子电池制造的重要的材料。在当今电子信息产业高速发展中，电解铜箔被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”。2002年起，我国印制电路板的生产值已经越入世界第三位，作为PCB的基板材料———覆铜板也成为世界上第三大生产国。由此也使我国的电解铜箔产业在近几年有了突飞猛进的发展。锂电池是利用储存在正极材料中的锂离子以及电子在充电放电过程中反向移动从而实现正常工作的，其主要结构为正极、负极和电解液。除了主要的四大部分外，用来存放正负极材料的集流体也是锂电池的重要组成部分，其主要功能是将电池活性物质产生的电流汇集起来，以便形成较大的电流对外输出。根据锂离子电池的工作原理和结构设计，正极和负极材料需涂覆于导电集流体上，因此集流体应与活性物质充分接触，并且内阻应尽可能小。铜箔和铝箔具有良好的导电性、、已形成氧化保护膜、质地较软有利于粘结、制造技术较成熟、价格相对低廉等优势，因此被选择作为锂电池集流体的主要材料。锂电池的正极电位高，铝箔的氧化层比较致密，可防止集流体氧化，而铜在高电位下会发生嵌锂反应，不宜做正极集流体，正极集流体一般采用铝箔；而负极的电位低，铝箔在低电位下易形成铝锂合金，负极集流体一般采用铜箔，铜箔和铝箔之间不具备互替性。作为锂电池的集流体的锂电铜箔，一般厚度通常在7-20μm之间。目前新能源汽车配备的铜箔厚度为8~12μm，整车铜箔的质量达到10kg以上。锂电铜箔厚度越小，意味着电池的重量将越轻。同时，更薄的锂电铜箔也意味着更小的电阻，则电池的性能也将得到提升。因此，减轻电池上铜箔的质量，降低铜箔原材料成本，同时提供更高的能量密度，成为动力锂电池用铜箔关键。通过国家知识产权局网站检索得到关于电解铜箔的相关专利，有以下几种专利文献：申请号为CN201320030034.6的技术专利，公开了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。该技术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解密度，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。申请号为CN201020517706.2的技术专利，公开了一种锂电电解铜箔制造设备，具体涉及一种生产超薄锂电池负极集流体铜箔的铜箔制造设备，其包括一工控机及与所述工控机相连，并受其控制的吸附装置、剥离装置、第一张力检测装置、防氧化装置、水洗装置、第二张力检测装置、烘干箱和收卷装置，所述吸附装置、剥离装置、第一张力检测装置、防氧化装置、水洗装置、第二张力检测装置、烘干箱、收卷装置依次排列设置；该技术设计合理，有效缩短生产工序，提高工作效率，且采用张力控制方式保证能正常快速大批量化生产厚度为6μm的铜箔，且该铜箔具有优良的抗拉强度和延伸率，有利于锂电池制造中的应用，提高锂电池的质量。申请号为CN200510066433.8的专利技术专利，公开了一种210~400μm超厚电解铜箔及其复合工艺方法和设备/一种生产210~400μm超厚电解铜箔的复合工艺方法和设备，本专利技术的复合工艺设备是由阴极辊、阳极板槽、溢流槽、剥离辊、清洗段、防氧化处理段、烘干段、收卷段和支撑框架组成，其特征在于，所述的剥离辊与铜箔接触部分采用柔性材料，在剥离辊之后装有在线抛磨装置，抛磨装置中装有压辊和抛磨辊。本专利技术的复合工艺方法是将电解后的铜箔从阴极辊上剥离后经剥离辊到在线抛磨装置抛磨，然后经清洗、防氧化处理、烘干、收卷制成原箔，再经后处理制成210~400μm超厚电解铜箔。申请号为CN201020517694.3的技术专利，公开了一种锂电电解铜箔制造设备控制系统，其包括一主板模块及与该主板模块相连，并交互通讯的生箔伺服控制模块、传动张力控制模块、收卷张力控制模块和开关控制模块；该技术设计合理，巧妙将伺服控制技术和张力控制技术结合为一体，能对张力精确调控，避免铜箔出现厚薄不一、起皱和龟裂等不良现象，从整体上提高铜箔的性能，有利于锂电池制造中的应用，提升锂电池的质量和充放电循环特性，且制造成本低，利于推广。申请号为CN200420118688.5的技术专利，公开了一种用于铜箔生产后处理过程中防氧化的装置，包括：输酸管道，其一端连接酸泵，另一端封闭；所述输酸管道上等间距垂直安装有若干平行的喷头；所述输酸管道的两端沿其轴向、可转动地固定于电解槽内壁。所述输酸管道和所述酸泵之间设置酸液流量控制阀门。所述输酸管道的两端与电解槽之间设置两“U”型支架，该“U”型支架的一侧固定于输酸管道，另一侧固定于电解槽，并使所述输酸管道可沿其轴向旋转。由于增加了该装置，并且合理地设置了喷头位置，从而使铜箔表面得以维持湿态，隔绝了空气，进而克服了铜箔氧化的问题，最终提高了电解铜箔表面的外观质量。鉴于上述所述，锂电池中的铜箔对锂电池性能会造成很大的影响：1.表面粗糙大的电解铜箔与石墨等负极活性物质的接触性差，易产生涂布活性物质的脱落，直接影响电池寿命；2、当铜箔抗拉强度较高时，铜箔较硬，在将含有石墨活性物质的负极进行轧辊的过程中，铜箔无足够变形以适应活性物质表面特性，两者的接触性能变差；相反，抗拉强度较低时易使电极尺寸稳定性和平整性变差，易产生铜箔断裂。这些将导致负极材料成品率下降，影响电池容量、内阻及寿命；3、高性能锂电池的铜箔必须有足够的延伸率，如果延伸率低，在轧辊工序中铜箔将产生内应力，出现分裂，影响电池容量等；4、用于锂电池的铜箔外观必须洁净、平整，不允许有任何条纹、表面凹陷、斑点和机械拉伤，否则容易导致铜箔附着力下降，涂布出现漏箔点，两面涂布量不等；5、厚度均匀性对负极活性物质涂布量有直接影响。因为有缺陷的铜箔用到锂离子电池上，锂离子电池容易被击穿，会产生爆炸危险，在电池电化学反应过程中，因为铜箔的表面均匀度比较高，不容易产生局部腐蚀过多的情况。基于上述情况，有必要研究一种能够制造质量薄、光洁度高，微观缺陷少，密度高的铜箔，以保证铜箔且具有优良的延伸率和抗拉强度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种锂电电解铜箔制造设备，本专利技术设计新颖，结构合理，通过将电解后的铜箔从阴极电解辊上剥离后经由预压、高频冲压以及碾压和抛光后得到质量薄、表面光洁度高、微观缺陷少、密度高的铜箔，且具有优良的延伸率和抗拉强度，有利于锂电池的使用，提升锂电池的质量。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种锂电电解铜箔制造设备，包括用于电解铜箔的电解铜箔机构，所述电解铜箔机构的阴极辊出料的一侧依次设置有剥离机构、粗辊预压机构、高频冲压机构、精辊碾压机构、抛磨机构、清洗机构、烘干机构和收料机构，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电电解铜箔制造设备，包括用于电解铜箔（10）的电解铜箔机构（1），其特征在于：所述电解铜箔机构（1）的阴极辊（101）出料的一侧依次设置有剥离机构（2）、粗辊预压机构（3）、高频冲压机构（4）、精辊碾压机构（5）、抛磨机构（6）、清洗机构（7）、烘干机构（8）和收料机构（9），其中：剥离机构（2）用于将阴极辊（101）上形成的铜箔（10）剥离；粗辊预压机构（3）用于将剥离后的铜箔（10）进行初步预压压实到预定的厚度；高频冲压机构（4）用于在粗辊后的铜箔（10）表面冲压成型凹凸点，以提升铜箔（10）的延伸率；精辊碾压机构（5）用于将铜箔（10）表面上的凹凸点压平以及将铜箔（10）进行逐级碾压到目标厚度；抛磨机构（6）用于将精辊后的铜箔（10）进行张紧抛磨，以提高铜箔（10）表面上的光洁度；清洗机构（7）用于清洗抛磨后的铜箔（10）两侧的污渍；烘干机构（8）用于烘干残留在铜箔（10）上的水渍；收料机构（9）用于将烘干后的铜箔（10）原料收卷。

【技术特征摘要】
1.一种锂电电解铜箔制造设备，包括用于电解铜箔（10）的电解铜箔机构（1），其特征在于：所述电解铜箔机构（1）的阴极辊（101）出料的一侧依次设置有剥离机构（2）、粗辊预压机构（3）、高频冲压机构（4）、精辊碾压机构（5）、抛磨机构（6）、清洗机构（7）、烘干机构（8）和收料机构（9），其中：剥离机构（2）用于将阴极辊（101）上形成的铜箔（10）剥离；粗辊预压机构（3）用于将剥离后的铜箔（10）进行初步预压压实到预定的厚度；高频冲压机构（4）用于在粗辊后的铜箔（10）表面冲压成型凹凸点，以提升铜箔（10）的延伸率；精辊碾压机构（5）用于将铜箔（10）表面上的凹凸点压平以及将铜箔（10）进行逐级碾压到目标厚度；抛磨机构（6）用于将精辊后的铜箔（10）进行张紧抛磨，以提高铜箔（10）表面上的光洁度；清洗机构（7）用于清洗抛磨后的铜箔（10）两侧的污渍；烘干机构（8）用于烘干残留在铜箔（10）上的水渍；收料机构（9）用于将烘干后的铜箔（10）原料收卷。2.根据权利要求1所述的一种锂电电解铜箔制造设备，其特征在于：该设备中还设置有多组输送辊（11）和光电传感器（12）以及防氧化机构（13）和切边机构（14）；多组所述的输送辊（11）分别设置于剥离机构（2）、粗辊预压机构（3）、高频冲压机构（4）、精辊碾压机构（5）、抛磨机构（6）、清洗机构（7）、烘干机构（8）和收料机构（9）之间；所述光电传感器（12）设置于粗辊预压机构（3）和精辊碾压机构（5）用于检测预压和碾压后的铜箔（10）厚度；所述防氧化机构（13）和切边机构（14）依次设置在烘干机构（8）和收料机构（9）之间用于将烘干后的铜箔（10）进行氧化处理再进行切边。3.根据权利要求1所述的一种锂电电解铜箔制造设备，其特征在于：所述剥离机构（2）包括依次设置的剥离刀（201）和剥离辊（202），所述剥离刀（201）上设置有弹簧（203）；所述剥离刀（201）在弹簧（203）的作用下始终与电解铜箔机构（1）中的阴极辊（101）连接用于辅助剥离辊（202）剥离阴极辊（101）上产生的铜箔（10）。4.根据权利要求1所述的一种锂电电解铜箔制造设备，其特征在于：所述粗辊预压机构（3）包括对称设置在铜箔（10）两侧的预压辊（301），所述预压辊（301）设置有多组，多组所述的预压辊（301）用于将剥离后的铜箔（10）进行初步逐级压实到预定的厚度。5.根据权利要求1所述的一种锂电电解铜箔制造设备，其特征在于：所述高频冲压机构（4）包括设置在铜箔（10）一侧的多面...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨孝坤，周晋，肖冬进，
申请(专利权)人：圣达电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32