一种零应力电解金属箔制备法，及其所用的系统和方法的应用技术方案

本发明专利技术属于电化学领域，尤其涉及一种零应力电解金属箔制备法，及其所用的系统和方法的应用。所述方法包括：1)设置可动的导电介质，所述导电介质能够动态地通过电解液，且在电解液中时导电介质与设于电解液中的阳极电连接，以导电介质作为阴极在导电介质上进行金属箔的电沉积制备，得到导电介质

【技术实现步骤摘要】
一种零应力电解金属箔制备法，及其所用的系统和方法的应用


[0001]本专利技术属于电化学领域，尤其涉及一种零应力电解金属箔制备法，及其所用的系统和方法的应用。

技术介绍

[0002]金属箔是一种薄片状金属制品，如铜箔其通常由铜加一定比例的其他金属制成。一般市售铜箔的铜含量分别为80wt％或90wt％，分别对应80箔和90箔。其在以往的市场环境中，最为广泛的用途是作为装饰材料使用，因为其具有低表面氧气特性，可以附着与各种不同基材，如金属，绝缘材料等，拥有较宽的温度使用范围。
[0003]但是，随着金属箔的发展，市场产生了各式各样的需求。如在铜箔领域，其发展出的铜含量≥99.7wt％的高纯电子级铜箔由于其所具有的优良的导通性，并提供电磁屏蔽的效果，也被普遍用于电子设备。电子级铜箔是电子工业的基础材料之一，电子信息产业快速发展，电子级铜箔的使用量越来越大，产品广泛应用于工业用计算器、通讯设备、QA设备、锂离铜箔、铜箔子蓄电池，民用电视机、录像机、CD播放机、复印机、电话、冷暖空调、汽车用电子部件、游戏机等。国内外市场对电子级铜箔，尤其是高性能电子级铜箔的需求日益增加。
[0004]在此前，就金属箔制备工艺本专利技术人已进行相应的研发，并已经在早先于相应合作单位联合申报有CN202111335008.X、CN202111335007.5和CN202111335012.6等三项专利技术专利申请，在以上三项专利申请中，实现了超薄、超高纯度的金属箔的有效无损制备，能够非常地用于高标准超薄特种金属箔的制备。但是在实际产业化过程中却也发现，通过上述三项专利技术专利技术进行大厚度、大规格金属箔的生产制备时，其非常容易出现褶皱、断裂等问题，其对于1～3μm甚至于1μm以下的小规格超薄特种铜箔等金属箔具有良好的生产适配性，能够实现良好的量化生产并且产生巨大的经济效益，但对于常规需求的3～8μm厚度的金属箔连续生产，尤其是大规格金属箔卷的生产适配性较差，无法有效实现，且成本相对高昂。
[0005]而现有技术中，对于4～6μm厚度的电解金属箔生产却也存在着较为明显的缺陷，即现有电解法将金属箔直接沉积在阴极辊上或阴极辊表面的中间材料上，但其剥离时仅剥离金属箔，导致金属箔也非常容易产生撕裂，导致量化生产效果不佳，目前现有的电解工艺即便是高标准精细化生产也仅能够基本适用、适配于6μm以上的金属箔卷连续生产，甚至于大部分无法实现高精度、精细化制备的设备仅能够制备18μm以上的厚铜箔。

技术实现思路

[0006]为解决现有电解金属箔制备工艺在剥离金属箔时金属箔承受较大的应力导致其容易断裂损坏，而现有的其余工艺无法有效适配于3～6μm金属箔高效无损的连续生产等问题，本专利技术提供了一种零应力电解金属箔制备法，以及其应用和所得的金属箔。
[0007]本专利技术的首要目的在于：
一、能够有效适配于现有任意种类金属箔的电解制备；二、能够实现零应力剥离金属箔，提高金属箔的良品率；三、能够实现2～8μm金属箔的连续化生产；四、降低高品质金属箔的生产成本；五、能够自主实现对金属箔表面微观形貌和织构系数的控制和调整。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0009]一种零应力电解金属箔制备法，所述方法包括：1)设置可动的导电介质，所述导电介质能够动态地通过电解液，且在电解液中时导电介质与设于电解液中的阳极电连接，以导电介质作为阴极在导电介质上进行金属箔的电沉积制备，得到导电介质
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金属箔；2)以相态改变和/或化学法和/或溶解和/或胀缩法的方式分离去除导电介质
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金属箔中的导电介质成分，即完成电解金属箔的零应力制备。
[0010]作为优选，步骤1)所述可动的导电介质呈带状和/或目标形状的片状和/或定型固化的浆料进入到电解液中。
[0011]作为优选，所述定型固化的浆料在填入特定载体进行重力流平和/或形貌压制，固化后作为导电介质。
[0012]作为优选，步骤1)所述电解液中含有目标金属箔成分的可溶性金属盐；步骤1)所述阳极为不溶性阳极。
[0013]对于本专利技术的方法而言，其核心在于彻底避免传统制备方法中的剥离过程，且确保方案实施和使用的高度灵活性。并且本专利技术的技术构思核心与在先的基础方案也有着显著的不同，在前述本申请专利技术人研制的CN202111335008.X、CN202111335007.5和CN202111335012.6三个原子法(或说气相法)方案中，其核心在于重力剥离，通过重力作用实现金属箔的脱离和获取，因而其实际更加适用于一定规格内的片状制备，且由于其采用蒸镀这种原子沉积法制备实现了超高精度的制备同时也限制了其生产的规格尺寸、厚度，且提高了工艺难度和成本，其核心在于中间层的制备、消除和重力剥离，实现金属箔的自发性脱落。而本申请的核心则是在于选用适当的导电介质，以导电介质作为模板首先进行电解，再以消失模的方法核心实现导电介质的去除，彻底避免了“剥离”这一过程，而原子法仍未脱离“剥离”过程，其提供了新颖的剥离形式并结合气相沉积法实现超薄金属箔的有效无损制备，但金属箔仍受到较大的剥离应力作用，本专利技术能够实现完全避免剥离应力，实现彻底无损的介质
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金属箔分离。
[0014]应力作用无论对于超薄金属箔的制备还是大规格金属箔的制备，其影响都是非常显著的。原有的气相法方案减少了金属箔的应力作用并配合特定的沉积形式实现了超薄特种金属箔的制备，但无法克服重力应力作用下对大规格金属箔的影响且无法克服其所用沉积方式对于厚度的局限性，而本专利技术实现了完全零应力的连续化生产并结合成熟的电解工艺实现了连续化、厚度可控的生产。
[0015]此外，本专利技术方法还综合了各个技术优点，如结合了电解法的低成本、高效率和简单易行的优点，又如导电介质带来的微观形貌可控的优点，采用表面具有纳米碗结构的镀
锌铝箔作为导电中间层，则能够实现2～6μm超薄且具备超疏水性能的金属箔。
[0016]此外，在各个技术有效结合的情况下，大大拓宽了导电介质的选择范畴，因为导电介质的厚度选用较薄，因而甚至能够选择部分有机膜材作为导电介质，使得低导电率不再作为电解沉积金属箔的技术障碍，且本专利技术通过导电介质在电解液中的行程控制、行进速率控制、电流密度控制等，能够实现电解金属箔厚度的控制，甚至能够实现单程多箔的制备，大大提高了制备效率和制备效果。
[0017]一种零应力电解金属箔系统，所述系统用于对导电介质进行电沉积，其包括沉积装置和后处理装置；所述沉积装置包括电解池、阴极、阳极和电源；所述阴极、阳极和电源电连接；所述电解池用于容纳电解液，阳极设置在电解池中，阴极与所述导电介质电连接，将导电介质作为阴极的延伸部分，使得导电介质在电解池中作为阴极存在进行电沉积；所述后处理装置用于去除导电介质，其包括溶剂池和/或加热装置和/或制冷装置和/或燃烧装置和/或气氛处理装置。
[0018]作为优选，所述系统还包括用于实现对导电介质的运输的传送装置。
[0019]作为优选，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种零应力电解金属箔制备法，其特征在于，所述方法包括：1)设置可动的导电介质，所述导电介质能够动态地通过电解液，且在电解液中时导电介质与设于电解液中的阳极电连接，以导电介质作为阴极在导电介质上进行金属箔的电沉积制备，得到导电介质
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金属箔；2)以相态改变和/或化学法和/或溶解和/或胀缩法的方式分离去除导电介质
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金属箔中的导电介质成分，即完成电解金属箔的零应力制备。2.根据权利要求1所述的一种零应力电解金属箔制备法，其特征在于，步骤1)所述可动的导电介质呈带状和/或目标形状的片状和/或定型固化的浆料进入到电解液中。3.根据权利要求2所述的一种零应力电解金属箔制备法，其特征在于，所述定型固化的浆料在填入特定载体进行重力流平和/或形貌压制，固化后作为导电介质。4.根据权利要求1所述的一种零应力电解金属箔制备法，其特征在于，步骤1)所述电解液中含有目标金属箔成分的可溶性金属盐；步骤1)所述阳极为不溶性阳极。5.一种零应力电解金属箔系统，其特征在于，所述系统用于对导电介质进行电沉积，其包括沉积装置和后处理装置；所述沉积装置包括电解池、阴极、阳极和电...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐谊平，张健力，陈强，侯广亚，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：