发布时间：2021-02-05点击：5678
今天我们主要说说这个负极集流体--铜箔的制作工艺。。。。。。 。。学过化学的小伙伴都知道，，，，，，这里***主要的工艺就是电解。。。。。。 。。电解铜箔，，，，，，是由电解液中的铜离子在光滑旋转不锈钢板（一般用钛板）圆形阴极滚筒上沉积而成，，，，，，铜箔紧贴阴极滚筒面的面称为光面，，，，，，而另一面称为毛面。。。。。。 。。早年间我们用的比较多的是7μm的铜箔，，，，，，而现在，，，，，，6μm都已经大量量产，，，，，，甚至5μm以下的都已经开始小试了。。。。。。 。。而国内一般箔材厂，，，，，，并不是单独生产锂电箔材，，，，，，还有电子箔材，，，，，，也就是用于计算机，，，，，，PCB板等的铜箔。。。。。。 。。
1.溶铜
顾名思义，，，，，，首先把原材料买回来，，，，，，这里的原材料主要是铜线，，，，，，铜料的表面积越大越好，，，，，，铜料之间要有较小的缝隙，，，，，，以增大反应面积，，，，，，把处理好的含量高达95%以上的铜线投入到放有硫酸的罐体中，，，，，，并进行加热，，，，，，当然，，，，，，这里要加入氧气，，，，，，通常压缩空气即可，，，，，，我们叫鼓风，，，，，，便于其进行氧化化合反应，，，，，，促进铜的溶解。。。。。。 。。这里我们主要查看来料的铜含量，，，，，，反应速度与槽内铜料的总表面积有关，，，，，，表面积越大，，，，，，反应速度加快。。。。。。 。。其次与风量有关，，，，，，风量增加，，，，，，反应速度也加快。。。。。。 。。
2.过滤
经过溶铜罐的铜线已经溶成硫酸铜液体，，，，，，当然，，，，，，铜线里面难免会有一些杂质，，，，，，而我们锂电池厂对杂质又是深恶痛绝，，，，，，加之成品检测也会对杂质有要求。。。。。。 。。所以溶铜结束后我们会对硫酸铜液体进行过滤，，，，，，过滤掉里面的杂质以及一些大的未溶解物。。。。。。 。。过滤分为多级，，，，，，有初级过滤，，，，，，筛网目数小！�。。。。 。。�，，，，，孔径大，，，，，，主要拦截其中的大的物质；；；；；有硅藻土过滤，，，，，，吸附一些杂质；；；；；还有精密过滤，，，，，，筛网目数大，，，，，，孔径小。。。。。。 。。由之前我们知道，，，，，，铜线溶于硫酸，，，，，，故而恒行3过滤筛网材质，，，，，，需要选择耐酸耐腐蚀的材质，，，，，，比如树脂类，，，，，，聚酯纤维等。。。。。。 。。
3.降温
因为在溶铜时候的温度较高，，，，，，不可能直接把硫酸铜溶液流转到后面，，，，，，所以需要降温，，，，，，此外，，，，，，也有一些添加剂需要加入，，，，，，添加剂也是一个铜箔企业的核心，，，，，，特别是添加剂的种类和配比。。。。。。 。。液体的降温一般是双层管道置换热量，，，，，，内部流转硫酸铜溶液，，，，，，外层流转冷却水。。。。。。 。。
4.生箔钝化
经过降温的硫酸铜液体到了***关键的一步，，，，，，生箔。。。。。。 。。所谓生箔，，，，，，就是电解铜还原成铜的过程。。。。。。 。。这里有阴极辊，，，，，，阳极座，，，，，，电解槽。。。。。。 。。阴极辊一般是钛辊，，，，，，表面比较光滑，，，，，，粗糙度满足要求；；；；；阳极座一般是纯铜板；；；；；硫酸铜做为电解液。。。。。。 。。在直流电的作用下，，，，，，阳离子移向阴极，，，，，，阴离子移向阳极。。。。。。 。。在阴极上Cu2+得到2个电子还原成Cu，，，，，，并在阴极辊上结晶形成生箔。。。。。。 。。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子(Zn和Fe)，，，，，，由于这些离子与铜离子相比不易析出，，，，，，所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阴极上析出。。。。。。 。。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。。。。。。 。。具体反应如下。。。。。。 。。
1.阳极反应：
Cu — 2e- = Cu2+
Me — 2e-= Me2+
H2O — 2e- = 2H+ + 1/2O2
SO4 2- — 2e- = SO3 + 1/2O2
式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，，，，，，它们从阳极上溶解进入溶液。。。。。。 。。H2O和SO4 2-失去电子的反应由于其电位比铜正，，，，，，故在正常情况下不会发生。。。。。。 。。贵金属的电位更正，，，，，，不溶解，，，，，，而进入阳极泥。。。。。。 。。
2.阴极反应：
Cu2+ + 2e = Cu
2H+ + 2e- = H2
Me2+ + 2e- = Me
在这些反应中，，，，，，具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原，，，，，，但它们在阳极不溶解，，，，，，因此只有铜离子还原是阴极反应的主要反应。。。。。。 。。
铜离子得电子在阴极还原后，，，，，，便生成了铜箔，，，，，，暴露在空气中的铜箔会氧化，，，，，，所以会在同时添加钝化液。。。。。。 。。一般铜箔用铬酸盐（或锌盐）溶液进行表面钝化（即防氧化处理），，，，，，使铜箔表面形成以铬（或铬锌）为主体的结构复杂的膜层，，，，，，使铜箔不会因直接与空气接触而氧化变色，，，，，，同时也提高了铜箔的耐热性。。。。。。 。。这里铜箔的厚度由阴极电流密度和阴极辊的转速所控制。。。。。。 。。
5.分切
通过生箔钝化的箔材，，，，，，通常是一米多的大卷。。。。。。 。。根据各锂电池工厂的需求，，，，，，分切成想要的长度，，，，，，同时，，，，，，对刚才生的箔材进行检测，，，，，，检测表面是否光滑，，，，，，是否有凹坑，，，，，，是否有凸起等，，，，，，对不合格的箔材进行回收处理。。。。。。 。。
6.检测项目
主要的检测项目有厚度、面密度、拉升强度/延展率、粗糙度、抗氧化、光亮度等。。。。。。 。。厚度就不说了，，，，，，不管你要5μm，，，，，，6μm，，，，，，还是7μm，，，，，，各有自己的要求，，，，，，测试难度也不大，，，，，，千分尺即可测试；；；；；面密度测试可选用方形或者圆形的一块铜箔，，，，，，称重，，，，，，然后计算即可；；；；；抗拉强度/延展率使用拉力机在正常检测环境下即可检测，，，，，，像我们用的比较多的7μm铜箔，，，，，，抗拉强度一般要达到400N/平方毫米，，，，，，延展率4%以上；；；；；粗糙度，，，，，，使用粗糙度测试仪即可，，，，，，箔材分为毛面和光面，，，，，，会有些差别；；；；；浸润性，，，，，，用达因笔即可，，，，，，测试表面张力、浸润性，，，，，，达因笔简单***；；；；；抗氧化性能则多是进行烘烤，，，，，，然后观其颜色变化。。。。。。 。。
总结上面所述，，，，，，电解铜箔生产工序简单，，，，，，主要工序有三道：溶液生箔、表面处理和产品分切。。。。。。 。。其生产过程看似简单，，，，，，却是集电子、机械、电化学为一体，，，，，，并 且是对生产环境要求特别严格的一个生产过程。。。。。。 。。所以，，，，，，电解铜箔行业并没有一套标准通用的生产设备和技术，，，，，，各生产商各显神通，，，，，，这也是影响国内电解铜箔产能及品质提升的一个重要瓶颈，，，，，，加之客户的要求不一，，，，，，也造成了制造中很多中间产品铜箔的浪费，，，，，，一次投入产出比甚至达不到80%，，，，，，不得不把这些铜箔二次制造，，，，，，浪费资源。。。。。。 。。未来，，，，，，现在各厂家主要路线是朝着超薄和长收卷方向在进行优化升级，，，，，，相信这个行业会在规范化、标准化指导下，，，，，，越来越好。。。。。。 。。
来源：Lithiuman江子才公众号
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