一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺制造技术

一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：S1：在PET薄膜卷表面溅射铜，得到初级PET复合铜箔卷；S2：将初级PET复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级PET复合铜箔卷；采用Cu

【技术实现步骤摘要】
一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺


[0001]本专利技术涉及铜箔卷制备
，特别涉及一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺。

技术介绍

[0002]随着新能源行业的深入发展，储能设备越来越受到行业的关注。铜箔是锂离子电池的负极集流材料，其成本占据了锂离子电池的5％
‑
10％，锂离子电池的负极集流体要求具有较高的能量密度、较高的安全性能、较长的使用寿命以及轻量化，这也成为负极集流体的发展趋势。传统的电解铜箔作为负极集流材料，容易被电子击穿，另外电池由于外力原因受损导致热失控，阴阳室穿透易引起电池爆燃。而现有技术只能生产制备铜箔，PET铜箔的生产制备工艺还不成熟，只处于研发阶段。
[0003]中国专利CN214476458U公开了一种导电薄膜及锂离子电池，涉及导电薄膜制备
；包括支撑层、第一金属层、第一薄膜、第二薄膜以及第三金属层；所述支撑层的上表面和下表面均镀有第一金属层，第一薄膜和第二薄膜分别复合在两个第一金属层的表面上；所述的第一薄膜和第二薄膜上设置有多个贯穿的圆形孔洞，且圆形孔洞的内壁上镀有横截面呈环形的第二金属层，第二金属层中心的孔洞内填充有阻燃层；所述的第一薄膜的外表面和第二薄膜的外表面均镀有第三金属层；能够防止电池过热燃烧，提高导电薄膜的导电性和拉伸强度。但该上述复合材料结构复杂，对工艺技术以及设备要求较高，难以连续制备。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺，通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为载体材料，利用磁控溅射工艺，在其表面沉积一层均匀薄铜，并配制了PET复合铜箔电镀液，通过脉冲电镀，将PET复合铜箔的厚度增加，具有安全性高和轻量化的特点。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：
[0007]S1：在PET薄膜卷表面溅射铜，得到初级PET复合铜箔卷；
[0008]S2：将初级PET复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级PET复合铜箔卷。
[0009]所述步骤S1的具体操作如下：PET薄膜卷在空气气氛下，采取功率为45
‑
55W，压力为70
‑
90Pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的PET薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在PET薄膜卷表面溅射铜。
[0010]所述PET薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为6*10
‑6‑
5*10
‑5Pa，溅射功率为30
‑
50W，靶基间距为30
‑
50mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为10
‑
15min，经过收卷辊将初级PET复合铜箔收卷。
[0011]所述步骤S2中的电解液的制备方法是：将每L电解液中的浓度为150
‑
200g/L的主盐五水合硫酸铜与每L电解液中的浓度为20
‑
45g/L的络合剂六亚甲基四胺在温度为25
‑
36
℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，接着依次加入每L电解液中的浓度为40
‑
50g/L的主光亮剂二硫苯并咪唑、每L电解液中的浓度为10
‑
15g/L的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每L电解液中的浓度为2.5
‑
4.5mL/L的整平剂3
‑
乙基
‑3‑
己烯
‑
2,5
‑
二醇和每L电解液中的浓度为5
‑
10g/L的晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每L电解液中的浓度为20
‑
50g/L的导电剂磷酸钠和每L电解液中的浓度为20
‑
30mL/L的PH调节剂磷酸，调节PH值为3.5
‑
4.5。
[0012]所述步骤S2的具体操作如下：将初级PET复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油
‑
水洗
‑
电化学除油
‑
水洗
‑
活化
‑
预镀铜
‑
脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为10％
‑
20％的碳酸钠溶液和质量浓度为12
‑
18％的硅酸钠混合碱性除油剂，清洗时间为5
‑
10min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10
‑
20％的氢氧化钠和质量浓度为5％
‑
10％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加质量浓度为2％
‑
5％OP乳化剂，时间为8
‑
10min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为2
‑
5min；预镀铜采用质量分数为20％
‑
30％的氯化铜和质量分数为20％
‑
30％的盐酸，温度为5
‑
40℃，预镀时间为10
‑
15min；脉冲电镀铜工艺中，电镀槽的温度为20
‑
36℃，脉冲电镀电流密度为3
‑
8A/dm2，占空比为0.7
‑
0.85，T
正向电流
为0.5
‑
1ms，T
反向电流
为0.3
‑
0.8ms，T
电镀周期
为5
‑
6min，电镀结束后，经收卷辊收集终极PET复合铜箔。
[0013]槽液每消耗75g/L的五水合硫酸铜，则需要相应增加六亚甲基四胺的浓度至10.5g/L。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的优点为：
[0015]一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺，采用Cu
‑
PET
‑
Cu的夹层复合结构，实现了从PET薄膜卷的预处理到磁控溅射工艺再到脉冲电镀的PET铜箔卷的连续制备，制备过程稳定可控，该复合结构的厚度可以做到6.5
‑
7.5μm，突破了现有技术中主流量产的PET复合铜箔的厚度为10μm铜箔的局限；采用脉冲电镀工艺，减小了电镀液的浓差极化，降低了镀层内应力和孔隙率，PET复合铜箔厚度均匀性保持在0.05μm的公差范围内，且其抗拉强度与传统的铜箔相当，但却具有更优异的弯曲强度，弯曲强度可达160
‑
170KPa；由于PET是良好的电绝缘体，本专利技术将PET作为支撑材料，采用多阴极真空磁控溅射仪在其两面电镀铜，从而制备PET复合铜箔，可有效防止电子击穿，并且用PET取代部分铜，能够提高材料的柔性，同时使得该复合材料具有更轻的质量，具有安全性高和轻量化的特点。
[0016]本专利技术通过优化设计磁控溅射工艺，进一步通过优化磁控溅射前处理、真空度、溅射功率、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：在PET薄膜卷表面溅射铜，得到初级PET复合铜箔卷；S2：将初级PET复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级PET复合铜箔卷。2.根据权利要求1所述的一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述步骤S1的具体操作如下：PET薄膜卷在空气气氛下，采取功率为45
‑
55W,压力为70
‑
90Pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的PET薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在PET薄膜卷表面溅射铜。3.根据权利要求2所述的一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述PET薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为6*10
‑6‑
5*10
‑5Pa，溅射功率为30
‑
50W，靶基间距为30
‑
50mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为10
‑
15min，经过收卷辊将PET复合铜箔收卷。4.根据权利要求1所述的一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中的电解液的制备方法是：将每L电解液中的浓度为150
‑
200g/L的主盐五水合硫酸铜与每L电解液中的浓度为20
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45g/L的络合剂六亚甲基四胺在温度为25
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36℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，接着依次加入每L电解液中的浓度为40
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50g/L的主光亮剂二硫苯并咪唑、每L电解液中的浓度为10
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15g/L的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每L电解液中的浓度为2.5
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4.5mL/L的整平剂3
‑
乙基
‑3‑
己烯
‑
2,5
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二醇和每L电解液中的浓度为5
‑
10g/L的晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每L电解液中的浓度为20
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50g/L的导电剂磷酸钠和每L电解液中的浓度为20
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30mL/L的PH调节剂磷酸，调节PH值为3.5
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4.5。5.根据权利要求1所述的一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述步骤S2的具体操作如下：将初级PET复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油
‑
水洗
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电化学除油
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水洗
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活化
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预镀铜
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脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为10％
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20％的碳酸钠溶液和质量浓度为12
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18％的硅酸钠混合碱性除油剂，清洗时间为5
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10min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10
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20％的氢氧化钠和质量浓度为5％
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10％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加质量浓度为2％
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5％OP乳化剂，时间为8
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10min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为2
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5min；预镀铜采用质量分数为20％
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30％的氯化铜和质量分数为20％
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30％的盐酸，温度为5
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40℃，预镀时间为10
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15min；脉冲电镀铜工艺中，电镀槽的温度为20
‑
36℃，脉冲电镀电流密度为3
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8A/dm2，占空比为0.7
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0.85，T
正向电流
为0.5
‑
1ms，T
反向电流
为0.3
‑
0.8ms，T
电镀周期
为5
‑
6min，电镀结束后，经收卷辊收集终极PET复合铜箔。6.根据权利要求1所述的一种PET复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：在PET薄膜卷表面溅射铜，得到初级PET复合铜箔卷；S2：将初级PET复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级PET复合铜箔卷；所述步骤S1的具体操作如下：PET薄膜卷在空气气氛下，采取功率为45W，压力为70Pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的PET薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在PET薄膜卷表面溅射铜；所述PET薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为6*10
‑6Pa，溅射功率为30W，靶基间距为30mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为10min，经过收卷辊将初级PET
复合铜箔收卷；所述步骤S2中的电解液的制备方法是：将每L电解液中的浓度为150g/L的主盐五水合硫酸铜与每L电解液中的浓度为20g/L的络合剂六亚甲基四胺在25℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，接着依次加入每L电解液中的浓度为40g/L的主光亮剂二硫苯并咪唑、每L电解液中的浓度为40g/L的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每L电解液中的浓度为2.5mL/L的整平剂3
‑
己烯
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2,5
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二醇和每L电解液中的浓度为5g/L的晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每L电解液中的浓度为20g/L的导电剂磷酸钠和每L电解液中的浓度为20mL/L的PH调节剂磷酸，调节PH值为3.5；所述步骤S2的具体操作如下：将初级PET复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油
‑
水洗
‑
电化学除油
‑
水洗
‑
活化
‑
预镀铜
‑
脉冲电...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯庆，郝泽泽，王宇飞，程坤，郝小军，侯丝丝，窦泽坤，
申请(专利权)人：西安泰金新能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：