发布时间：2021-02-05点击：5698
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
