发布时间：2021-02-05点击：5689
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， ，，，，，故而旺财28官网过滤筛网材质， ，，，，，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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