CN109750329A - 一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于包括以下步骤：采用钛辊对铜离子进行还原从而得到铜原子；采用钛涂铱作为电解阳极板；电解液采用99.9%阴极铜，与分析纯硫酸进行有氧反应制成纯净硫酸铜溶液，溶液采用RO膜等离子水进行稀释；电解液中铜含量为80g/L、硫酸含量为120g/L；电流密度34A/dm2；将电解液加热到55度；采用低压微细雾化喷嘴对钛筒进行喷洒溶解食用骨胶液体；雾化明胶液体于钛辊之上，用紫外线灯管进行烘烤钛辊上明胶固化；固化明胶随钛辊旋转进入电解液中。由本发明生产一种透气蜂窝式电解铜箔电解铜箔，该透气蜂窝式电解铜箔组织结构呈现网格状，分布均匀，厚度均匀性偏差小于0.11um,抗拉强度30kg/mm2，透气度30%。
Description
技术领域
本发明属于电解铜箔生产技术领域，尤其涉及一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法。
背景技术
目前，我国新能源纯电动汽车经过十多年的研究和发展，已经取得了一系列的突破，也开始逐步投放进市场，但仍然存在诸多的问题。其中，电动汽车的续航能力及动力性能是这诸多问题的焦点。而动力电池***是制约续航能力及动力性能的关键技术问题。
锂离子电池是当今电池市场上最具活力和增长最快的电池产品，从发展趋势来看，电池制造商面临的主要挑战一直是消费者对更大的能量密度的持续需求，无论是体积能量密度还是重量能量密度。
随着能量密度的不断提升，动力电池厂商也对铜箔提出了更高的要求，超薄铜箔(≤6μm)、高抗拉强度的铜箔、微孔铜箔、涂层铜箔等纷纷面世。尽管锂电铜箔紧俏，但对铜箔企业来说，时时紧跟市场最新需求才能在不断的市场变化中脱颖而出，。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤（1）：采用钛辊对铜离子进行还原从而得到铜原子；
步骤（2）：采用钛涂铱作为电解阳极板；
步骤（3）：电解液采用99.9%阴极铜，与分析纯硫酸进行有氧反应制成纯净硫酸铜溶液，溶液采用RO膜等离子水进行稀释；
步骤（4）：电解液中铜含量为80g/L、硫酸含量为120g/L；电流密度34A/dm2；将电解液加热到55度；
步骤（5）：采用低压微细雾化喷嘴对钛筒进行喷洒溶解食用骨胶液体；
步骤（6）：雾化明胶液体于钛辊之上，用紫外线灯管进行烘烤钛辊上明胶固化；
步骤（7）：固化明胶随钛辊旋转进入电解液中；
步骤（8）：钛辊旋转时，由于明胶固化于钛辊之上阻碍铜离子析出；
步骤（9）：由于钛辊在电解液中还原铜离子，在添加剂聚乙二醇、SP、氯离子等混合添加剂作用下，电解铜箔在未有固化明胶下沉积，由于电解液恒温50-60度，固化明胶在旋转时慢慢溶解于电解液中；
步骤（10）：未溶解的固化明胶经过高压喷淋硫酸铜溶液进行冲刷，以保证残留部分清洗掉；
步骤（11）：蜂窝式透气铜箔经化学钝化进行，防止蜂窝式透气铜箔氧化。
优选的，所述在步骤（2）中采用阳极板1mm钛板上进行喷涂钛涂铱，涂铱层。
优选的，所述在步骤（5）中1000ml纯水中300克食用骨胶浸泡24小时，并用机械搅拌均匀，细度D90=10um。
优选的，所述在步骤（5）中喷嘴采用低压微细雾化喷嘴螺纹1/4，压力3kg/cm3,角度75度。
优选的，所述在步骤（9）中1000ml中添加30克sp 、15克聚乙二醇5ml盐酸溶液。
优选的，所述在步骤（9）中电解液中铜含量80g/L,硫酸130g/L, 电流密度34A/dm2。
优选的，所述在步骤（10）中冲洗喷嘴采用pvc喷淋头，压力3kg/cm3,角度75度。
优选的，所述在步骤（11）中钝化采用环保免水洗钝化工艺：葡糖糖50g/L,苯丙三氮唑0.1g/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由本发明生产一种透气蜂窝式电解铜箔电解铜箔，透气蜂窝式电解铜箔在减轻锂离子电池重量的同时，大幅提升锂离子电池的电池容量，对动力电池行业技术提升有重大推动作用。蜂窝式电解铜箔具有高达30%的孔隙率，在不改变电化学材料体系的前提下，采用金属网箔可以降低电池无效质量，进而提升电池的能量密度。此外，透气蜂窝式电解铜箔可以有效增加电解液在三维空间的渗透能力以及电极材料与集流体的接触，进而提升电池的倍率性能和降低电极材料脱落现象。该透气蜂窝式电解铜箔具有厚度均匀性一致、无毛刺、和可透气性的铜箔，该透气蜂窝式电解铜箔组织结构呈现网格状，分布均匀，厚度均匀性偏差小于0.11um,抗拉强度30kg/mm2，透气度30%。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部 的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于包括以下步骤：电解液制备就是采用99.9%阴极铜、分析纯硫酸和RO反渗透去离子水加入溶铜罐中，在温度为55度的恒温条件下，电解液中铜含量为70g/L、硫酸含量为110g/L；电流密度35A/dm2；采用低压微细雾化喷嘴对钛筒进行喷洒溶解食用骨胶液体，雾化明胶液体于钛辊之上，用紫外线灯管进行烘烤钛辊上明胶固化；固化明胶随钛辊旋转进入电解液中；钛辊旋转时，由于明胶固化于钛辊之上阻碍铜离子析出；由于钛辊在电解液中还原铜离子，在添加剂40克sp 、10克聚乙二醇7ml盐酸溶液等混合添加剂作用下，电解铜箔在未有固化明胶下沉积，由于电解液恒温50-60度，固化明胶在旋转时慢慢溶解于电解液中；未溶解的固化明胶经过高压喷淋硫酸铜溶液进行冲刷，以保证残留部分清洗掉；蜂窝式透气铜箔经化学钝化进行，防止蜂窝式透气铜箔氧化。
实施例2
本发明提供一种技术方案：一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于包括以下步骤：电解液制备就是采用99.9%阴极铜、分析纯硫酸和RO反渗透去离子水加入溶铜罐中，在温度为55度的恒温条件下，电解液中铜含量为60g/L、硫酸含量为130g/L；电流密度32A/dm2；采用低压微细雾化喷嘴对钛筒进行喷洒溶解食用骨胶液体，雾化明胶液体于钛辊之上，用紫外线灯管进行烘烤钛辊上明胶固化；固化明胶随钛辊旋转进入电解液中；钛辊旋转时，由于明胶固化于钛辊之上阻碍铜离子析出；由于钛辊在电解液中还原铜离子，在添加剂20克sp 、20克聚乙二醇4ml盐酸溶液等混合添加剂作用下，电解铜箔在未有固化明胶下沉积，由于电解液恒温50-60度，固化明胶在旋转时慢慢溶解于电解液中；未溶解的固化明胶经过高压喷淋硫酸铜溶液进行冲刷，以保证残留部分清洗掉；蜂窝式透气铜箔经化学钝化进行，防止蜂窝式透气铜箔氧化。
实施例3
本发明提供一种技术方案：一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于包括以下步骤：电解液制备就是采用99.9%阴极铜、分析纯硫酸和RO反渗透去离子水加入溶铜罐中，在温度为55度的恒温条件下，电解液中铜含量为70g/L、硫酸含量为100g/L；电流密度34A/dm2；采用低压微细雾化喷嘴对钛筒进行喷洒溶解食用骨胶液体，雾化明胶液体于钛辊之上，用紫外线灯管进行烘烤钛辊上明胶固化；固化明胶随钛辊旋转进入电解液中；钛辊旋转时，由于明胶固化于钛辊之上阻碍铜离子析出；由于钛辊在电解液中还原铜离子，在添加剂25克sp 、20克聚乙二醇10ml盐酸溶液等混合添加剂作用下，电解铜箔在未有固化明胶下沉积，由于电解液恒温50-60度，固化明胶在旋转时慢慢溶解于电解液中；未溶解的固化明胶经过高压喷淋硫酸铜溶液进行冲刷，以保证残留部分清洗掉；蜂窝式透气铜箔经化学钝化进行，防止蜂窝式透气铜箔氧化。
实施例4
本发明提供一种技术方案：一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于包括以下步骤：电解液制备就是采用99.9%阴极铜、分析纯硫酸和RO反渗透去离子水加入溶铜罐中，在温度为55度的恒温条件下，电解液中铜含量为80g/L、硫酸含量为120g/L；电流密度34A/dm2；采用低压微细雾化喷嘴对钛筒进行喷洒溶解食用骨胶液体，雾化明胶液体于钛辊之上，用紫外线灯管进行烘烤钛辊上明胶固化；固化明胶随钛辊旋转进入电解液中；钛辊旋转时，由于明胶固化于钛辊之上阻碍铜离子析出。；由于钛辊在电解液中还原铜离子，在添加剂30克sp 、15克聚乙二醇5ml盐酸溶液等混合添加剂作用下，电解铜箔在未有固化明胶下沉积，由于电解液恒温50-60度，固化明胶在旋转时慢慢溶解于电解液中；未溶解的固化明胶经过高压喷淋硫酸铜溶液进行冲刷，以保证残留部分清洗掉；蜂窝式透气铜箔经化学钝化进行，防止蜂窝式透气铜箔氧化。
在生产实际中，发现采用低压微细雾化喷嘴对钛筒进行喷洒溶解食用骨胶液体，固含量对雾化喷撒颗粒有一定影响，雾化胶体黏于钛辊不出现流淌现象。以下数据。如表1。
表1 雾化胶体固含量对流体影响
| 固含量 | 胶体状态流动性 | 固含量 | 胶体状态流动性 |
| 10 | 稀薄 | 60 | 优 |
| 20 | 稀薄 | 70 | 差 |
| 30 | 稀 | 80 | 差 |
| 40 | 良 | 90 | 较差 |
| 50 | 优 | 100 | 较差 |
通过表1发现，胶体固含量对流动性优一定作用，在产品环节，合适的固含量可以减少胶体黏于钛辊之上，不发生流淌现象发生。
在生产实际中，发现采用低压微细雾化喷嘴对钛筒进行喷洒溶解食用骨胶液体，胶体粒度对雾化喷撒颗粒有一定影响，雾化胶体黏于钛辊不出现粘连现象。以下数据。如表2。
表2胶体粒度对钛辊影响
| 粒度（um） | 钛辊雾化程度 | 粒度（um） | 钛辊雾化程度 |
| 100 | 颗粒粘连严重 | 40 | 颗粒粘连少 |
| 90 | 颗粒粘连严重 | 30 | 颗粒粘连少 |
| 80 | 颗粒粘连较差 | 20 | 无颗粒粘连 |
| 70 | 颗粒粘连较差 | 10 | 无颗粒粘连 |
| 60 | 颗粒粘连差 | 5 | 无颗粒粘连 |
| 50 | 颗粒粘连差 |
通过表2发现，胶体粒度对流动性优一定作用，在产品环节，合适的粒度可以减少胶体黏于钛辊之上，不发生粘连现象发生。
在生产实际中，发现采用低压微细雾化喷嘴对钛筒进行喷洒溶解食用骨胶液体，紫外线固化温度、时间对钛辊有一定影响，雾化胶体黏于钛辊不出现粘连现象。以下数据。如表3。
表三固化温度、时间对钛辊影响
| 固化温度 | 固化时间 | 胶体钛辊表层情况 | 残留胶体情况 | 冲洗喷淋后钛辊情况 |
| 50 | 15 | 硬度过软 | 无 | 干净 |
| 60 | 15 | 硬度合适 | 轻微 | 干净 |
| 70 | 15 | 硬度过硬 | 大量 | 残留 |
| 80 | 15 | 胶体糊掉 | 大量 | 残留 |
| 60 | 10 | 硬度过软 | 无 | 干净 |
| 60 | 15 | 硬度合适 | 轻微 | 干净 |
| 60 | 20 | 胶体过硬 | 大量 | 残留 |
通过表3发现，固化时间、温度对胶体固化一定作用，在产品环节，合适的固化胶体可以有效胶体黏于钛辊之上，同时可有效防止胶体固化于钛辊上不溶解现象的发生。
以上实施透光率测量是通过以下技术手段测得，采用国产厂家生产的DR81透光率仪表进行在线记录数据进行得出。
本发明实施的最佳状态就是使用明胶胶体固化对钛筒进行处理，并使用30克sp 、15克聚乙二醇和5ml盐酸溶液混合添加电解液中，其中电解液中铜80g/L，酸120g/L,电流密度34A/dm2，可以生产出性能稳定，透气性优秀，厚度均匀的蜂窝式透气电解铜箔，特别解决了在实际运用中抗拉低、透气度低的矛盾。
本发明的有益效果：由本发明生产一种透气蜂窝式电解铜箔电解铜箔，该透气蜂窝式电解铜箔组织结构呈现网格状，分布均匀，厚度均匀性偏差小于0.11um,抗拉强度30kg/mm2，透气度30%。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤（1）：采用钛辊对铜离子进行还原从而得到铜原子；
步骤（2）：采用钛涂铱作为电解阳极板；
步骤（3）：电解液采用99.9%阴极铜，与分析纯硫酸进行有氧反应制成纯净硫酸铜溶液，溶液采用RO膜等离子水进行稀释；
步骤（4）：电解液中铜含量为80g/L、硫酸含量为120g/L；电流密度34A/dm2；将电解液加热到55度；
步骤（5）：采用低压微细雾化喷嘴对钛筒进行喷洒溶解食用骨胶液体；
步骤（6）：雾化明胶液体于钛辊之上，用紫外线灯管进行烘烤钛辊上明胶固化；
步骤（7）：固化明胶随钛辊旋转进入电解液中；
步骤（8）：钛辊旋转时，由于明胶固化于钛辊之上阻碍铜离子析出；
步骤（9）：由于钛辊在电解液中还原铜离子，在添加剂聚乙二醇、SP、氯离子等混合添加剂作用下，电解铜箔在未有固化明胶下沉积，由于电解液恒温50-60度，固化明胶在旋转时慢慢溶解于电解液中；
步骤（10）：未溶解的固化明胶经过高压喷淋硫酸铜溶液进行冲刷，以保证残留部分清洗掉；
步骤（11）：蜂窝式透气铜箔经化学钝化进行，防止蜂窝式透气铜箔氧化。
2.根据权利要求1所述的一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于：所述在步骤（2）中采用阳极板1mm钛板上进行喷涂钛涂铱，涂铱层。
3.根据权利要求1所述的一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于：所述在步骤（5）中1000ml纯水中300克食用骨胶浸泡24小时，并用机械搅拌均匀，细度D90=10um。
4.根据权利要求1所述的一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于：所述在步骤（5）中喷嘴采用低压微细雾化喷嘴螺纹1/4，压力3kg/cm3,角度75度。
5.根据权利要求1所述的一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于：所述在步骤（9）中1000ml中添加30克sp 、15克聚乙二醇5ml盐酸溶液。
6.根据权利要求1所述的一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于：所述在步骤（9）中电解液中铜含量80g/L,硫酸130g/L, 电流密度34A/dm2。
7.根据权利要求1所述的一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于：所述在步骤（10）中冲洗喷嘴采用pvc喷淋头，压力3kg/cm3,角度75度。
8.根据权利要求1所述的一种透气蜂窝式电解铜箔的生产方法，其特征在于：所述在步骤（11）中钝化采用环保免水洗钝化工艺：葡糖糖50g/L,苯丙三氮唑0.1g/L。
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