一种4.5um极薄电解铜箔的制备装置及其制备工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了本发明专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种4.5um极薄电解铜箔的制备装置及制备工艺，制备装置包括阳极槽、阴极辊、导电装置、在线研磨机构、水洗机构、剥离切边机构、防氧化机构、烘干风扇冷却机构、收卷机构；制备工艺主要是通过对电解液流量、电解液温度、电解液常量组分、电解液微量组分、直流电电量以及添加剂工艺的控制，使产品各项性能满足相关指标要求，本发明专利技术有效的解决了阴极辊撕边问题以及生产过程中铜箔产生折皱的问题，同时通过对电解液制备技术、生箔制造工艺等关键技术的研发突破，提升了产品的抗拉强度和延伸率，满足了高端客户对铜箔关键物性指标的需求。

A preparation device and process of 4.5um thin electrolytic copper foil

【技术实现步骤摘要】
一种4.5um极薄电解铜箔的制备装置及其制备工艺
本专利技术属于电解铜箔的制备领域，具体是一种4.5um极薄电解铜箔的制备装置及其制备工艺。
技术介绍
锂电铜箔主要用于锂电池材料的负极集流体。基于电沉析技术，在6μm超薄铜箔产品基础上，通过对电解液制备技术、生箔制造工艺、产品分切技术等关键技术的研发突破，开发4.5μm高性能高精度超超薄动力锂电铜箔，产品的抗拉强度、延伸率等关键指标均达到世界先进水平，使动力锂电池的续航能力提高20％以上，进一步奠定了中国动力锂电池产业在国际上的领先地位。但由于生产的4.5微米铜箔非常薄，目前生产过程中存在阴极辊两边容易产生撕边导致铜箔断裂及铜箔产生折皱等技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种4.5um极薄电解铜箔的制备装置及其制备工艺。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种4.5um极薄电解铜箔的制备装置，包括阳极槽基础承台，所述阳极槽基础承台的顶部连接有支撑座，所述支撑座内转动转动连接有阴极辊，所述阴极辊与支撑座之间设有阳极槽机构。所述支撑座的顶部设有二层台面，所述二层台面上分别设有磨刷机构、剥离切边机构、防氧化机构、烘干风扇冷却机构、水洗机构和收卷机构。所述二层台面的顶部连接有第一支撑架，所述第一支撑架上通过往复驱动电机滑动连接有支撑块，所述磨刷机构连接在支撑块上。所述二层台面上还设有第三支撑架，所述第三支撑架上还分别连接有与收卷机构相配合的辅助辊和收紧辊。优选的，所述收卷机构主要包括连接在二层台面上的第二支撑架以及挡板，所述第二支撑架的顶部连接有第一固定板，所述挡板连接在第一固定板的顶部外壁，所述挡板的外壁转动连接有收卷辊。优选的，所述第三支撑架的顶部外壁连接有第四支撑架，所述剥离切边机构、防氧化机构、烘干风扇冷却机构均连接在第四支撑架上，所述第四支撑架的外壁连接有第二固定板，所述辅助辊连接在第二固定板上。优选的，所述第二固定板的外壁还连接有第一支撑板，所述第一支撑板的外壁滑动连接有第二支撑板，所述收紧辊转动连接在第二支撑板上。优选的，所述第一支撑板与第三支撑架的内壁之间连接有伸缩气缸。优选的，所述支撑座的上设有与阳极槽机构相配合的进液管。一种4.5um极薄电解铜箔的制备工艺，采用以下步骤进行操作：S1，对装入溶铜罐前的电解铜进行剪切成条状或块状；S2，将铜料放进具有高溶解力的溶铜罐内，并加入硫酸和纯水配制的硫酸溶液；然后往溶铜罐内鼓入空气；S3，对步骤S2中配置的硫酸铜溶液进行多级过滤；S4，制备好的硫酸铜溶液由供液泵送至全密闭的高位槽并经过热交换器降温后备用，硫酸铜溶液由管道输送至生箔机电解槽，通过阀门控制电解液流量；S5，接通直流电进行电解，电解过程中需要在高位槽内加入适量添加剂；S6，用纯水清洗箔面，并烘干，得到生箔；S7，对步骤S6中得到的生箔进行钝化反应；S8，将分切好的铜箔经物理性能、化学性能检验合格后包装入库。优选的，步骤S4中降温后的温度为52-56℃，且在管道内密封输送。优选的，步骤S5中的添加剂的组份包括20-28％的3-巯基丙烷磺酸钠、3-9％的聚二硫二丙烷磺酸钠、33-42％的多钛蛋白、26-33％的脂肪醇聚氧乙烯醚以及30-40％的羟乙基纤维素。优选的，步骤S6中的烘干后的温度为60-70℃。本专利技术包括如下要点：1、该4.5um极薄电解铜箔的制备装置，使用时，阴极辊在阳极槽机构内转动，从而在阳极槽机构内电解形成电解铜箔，同时经过第一支撑架上的磨刷机构对阴极辊进行磨刷，然后电解铜箔会经过水洗机构，从而将电解铜箔外壁残留的药液清洗掉，之后进入剥离切边机构，将不需要的铜箔边料裁切掉，然后经过防氧化机构和烘干风扇冷却机构，对其进行烘干，然后通过收卷机构对其进行收卷，辅助辊则会使其更平稳的进入收卷辊上，且收紧辊可随时与收卷辊相配合，从而压住铜箔，使其更好的收卷，且第二支撑板在第一支撑板的外壁滑动，可使收紧辊方便调节，同时通过伸缩气缸可使收卷辊上的铜箔逐渐增多时，调节收紧辊的位置，使其更好的与收卷辊相配合，方便完成收卷。2、该4.5um极薄电解铜箔的制备工艺采用电解(电沉析)原理研制、生产高精度超薄电解铜箔，其生产工序有：电解液制备、生箔制造和分切包装。a、电解液制备电解液制备由电解铜线的氧化、酸解、主要成份调整、微量成份调整、有机杂质吸附、机械杂质过滤、电解液温度调整等步骤组成，电解液中铜离子在阴极辊析出后而消耗，铜线溶解变成铜离子，电解液中铜离子浓度保持相对恒定，以满足连续电沉积铜箔工艺稳定需求，从而保证质量稳定的电解铜箔产生。电解液配制与净化的关键有两个方面，一为溶铜速度的控制，二为有机杂质吸附与机械杂质分离，本专利技术采用低温溶铜技术，通过控制进入溶铜罐的风量与溶铜电解液流量指标，可以实现电解液中铜离子析出与产生的平衡。为加强电解液的净化，采用高效精密过滤器与精密袋式过滤器对电解液实施均衡的二级吸附、过滤，使电解液中有机杂质被均匀去除，机械杂质被高效分离，电解液过滤精度可以达0.5微米洁净度。b、生箔制造电解液净化合格、成份调整好后，送至生箔机内，在电解槽电场的作用下，铜离子在阴极辊表面析出，通过阴极辊转速、电解时间、电流密度等指标的控制与调整，可以电沉积出目标厚度与质量的铜箔。生箔铜结晶与表面的微观结构可以通过电解液流量、电解液成份、电解液温度、电流密度指标调整而实现。为保证电解铜箔的抗拉强度、延伸率、毛面粗糙度、质量电阻率等指标具有优良的特性，除了必须供给高纯度的电解液外，还必须向电解液中加入必要的添加剂，添加剂的组份主要包括20-28％的3-巯基丙烷磺酸钠、3-9％的聚二硫二丙烷磺酸钠、33-42％的多钛蛋白、26-33％的脂肪醇聚氧乙烯醚以及30-40％的羟乙基纤维素。电解铜箔电结晶过程的控制直接影响到铜箔结晶的组织形态，关系到产品的化学成分、电性能、机械性能等，为有效控制铜箔结晶形态，在电解液制备与生箔制造设备中都设有测量仪表与传感器，对电解液中的铜离子浓度、杂质含量、硫酸根离子浓度、电解槽内电解液温度、电流密度、阴极辊转速、添加剂成分及投量等进行连续的测量和控制。c、防氧化处理生箔制造出来的产品表面无防氧化层，不能在常温下长期保存，所以铜箔的表面需经过表面防氧化处理，才能使其在存放或使用过程中不会发生氧化现象，本专利技术的表面处理工艺采用电镀异种金属或采用有机防氧化剂涂层作为铜箔的防氧化层。d、产品分切根据客户的不同需求，将表面处理过的半成品由专用分切机进行分切卷绕，产品幅宽范围为100～1400mm。e、产品检验及包装电解铜箔中间产品、半成品、成品检验包括机械性能(如抗拉强度、延展性等)、电性能(如电导率)、外观性能(如针孔、抗氧化性能)、使用性能(如粘结性能、耐铅焊接性能)、化学性能(如纯度)等指标的全面检验，以检查产品质量是否达到SJ/T11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种4.5um电解铜箔的制备装置，其特征在于：包括阳极槽基础承台(1)，所述阳极槽基础承台(1)的顶部连接有支撑座(2)，所述支撑座(2)内转动转动连接有阴极辊(3)，所述阴极辊(3)与支撑座(2)之间设有阳极槽机构(4)；/n所述支撑座(2)的顶部设有二层台面(5)，所述二层台面(5)上分别设有磨刷机构(6)、剥离切边机构(7)、防氧化机构(8)、烘干风扇冷却机构(9)、水洗机构(10)和收卷机构(11)；/n所述二层台面(5)的顶部连接有第一支撑架(601)，所述第一支撑架(601)上通过往复驱动电机(602)滑动连接有支撑块(603)，所述磨刷机构(6)连接在支撑块(603)上；/n所述二层台面(5)上还设有第三支撑架(13)，所述第三支撑架(13)上还分别连接有与收卷机构(11)相配合的辅助辊(1402)和收紧辊(17)。/n

【技术特征摘要】
1.一种4.5um电解铜箔的制备装置，其特征在于：包括阳极槽基础承台(1)，所述阳极槽基础承台(1)的顶部连接有支撑座(2)，所述支撑座(2)内转动转动连接有阴极辊(3)，所述阴极辊(3)与支撑座(2)之间设有阳极槽机构(4)；
所述支撑座(2)的顶部设有二层台面(5)，所述二层台面(5)上分别设有磨刷机构(6)、剥离切边机构(7)、防氧化机构(8)、烘干风扇冷却机构(9)、水洗机构(10)和收卷机构(11)；
所述二层台面(5)的顶部连接有第一支撑架(601)，所述第一支撑架(601)上通过往复驱动电机(602)滑动连接有支撑块(603)，所述磨刷机构(6)连接在支撑块(603)上；
所述二层台面(5)上还设有第三支撑架(13)，所述第三支撑架(13)上还分别连接有与收卷机构(11)相配合的辅助辊(1402)和收紧辊(17)。


2.根据权利要求1所述的一种4.5um电解铜箔的制备装置，其特征在于：所述收卷机构(11)主要包括连接在二层台面(5)上的第二支撑架(12)以及挡板(1202)，所述第二支撑架(12)的顶部连接有第一固定板(1201)，所述挡板(1202)连接在第一固定板(1201)的顶部外壁，所述挡板(1202)的外壁转动连接有收卷辊(1203)。


3.根据权利要求2所述的一种4.5um极薄电解铜箔的制备装置，其特征在于：所述第三支撑架(13)的顶部外壁连接有第四支撑架(14)，所述剥离切边机构(7)、防氧化机构(8)、烘干风扇冷却机构(9)均连接在第四支撑架(14)上，所述第四支撑架(14)的外壁连接有第二固定板(1401)，所述辅助辊(1402)连接在第二固定板(1401)上。


4.根据权利要求3所述的一种4.5um电解铜箔的制备装置，其特征在于：所述第二固定板(1401)的外壁还连接有第一支撑板(15)，所述第一支撑板(15)的外壁滑动连接有第二支撑板(16)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李民，陶炳贞，杨孝坤，
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