鉅大LARGE | 點擊量:769次 | 2018年12月30日
鋰離子電池關(guān)鍵性的導(dǎo)電材料
銅箔生產(chǎn)的方法有哪些?銅箔生產(chǎn)的工藝流程又是如何的呢?銅箔生產(chǎn)中會有哪些問題呢?我們還是先了解下什么是銅箔吧。銅箔是鋰離子電池及印制電路板中關(guān)鍵性的導(dǎo)電材料。銅箔是一種陰質(zhì)性電解材料,沉淀于電路板基底層上的一層薄的、連續(xù)的金屬箔。
銅箔根據(jù)不同的分法,可以分成很多種。銅箔根據(jù)厚度可以分為:厚銅箔(大于70μm)、常規(guī)厚度銅箔(大于18μm而小于70μm)、薄銅箔(大于12μm而小于18μm)、超薄銅箔(小于12μm)等。銅箔也可以根據(jù)表面狀況分為:單面處理銅箔(單面毛)、雙面處理銅箔(雙面粗)、光面處理銅箔(雙面毛)、雙面光銅箔(雙光)和甚低輪廓銅箔(VLP銅箔)銅箔等。最后銅箔根據(jù)生產(chǎn)方式的不同分為:電解銅箔和壓延銅箔。那么今天我們就要重點來說說電解銅箔和壓延銅箔的生產(chǎn)方式。
銅箔生產(chǎn)
在說銅箔生產(chǎn)的方法前,我們先來了解一下電解銅箔的定義:是由電解液中的銅離子在光滑旋轉(zhuǎn)不銹鋼板(或鈦板)圓形陰極滾筒上沉積而成,銅箔緊貼陰極滾筒面的面稱為光面,而另一面稱為毛面。
電解銅箔生產(chǎn)的方法:目前國內(nèi)多采用輥式陰極、不溶性陽極以連續(xù)法生產(chǎn)電解銅箔。
輥式連續(xù)電解法生產(chǎn)電解銅箔的具體步驟:
1、電解溶銅。以電解銅或同等純度的電線返回料為原料,在含有硫酸銅溶液中溶解,在以不溶性材料為陽極、底部浸在硫酸銅電解液中恒速旋的陰極輥為陰極的電解槽中進(jìn)行電解,溶液中的銅沉積到陰極輥筒的表面形成銅箔,銅箔的厚度由陰極電流密度和陰極輥的轉(zhuǎn)速所控制。待銅箔隨輥筒轉(zhuǎn)出液面后,再連續(xù)地從陰極輥上剝離,經(jīng)水洗、干燥、卷取,生成原箔。
2、進(jìn)行的是仍以電化學(xué)反應(yīng)為主體的表面處理工序。該工序分三段進(jìn)行:第一階段為保持銅及氧化銅組成的枝狀結(jié)晶組織的粗化層。第二階黃銅或鋅做為阻擋層。具有阻擋層的銅箔在生產(chǎn)印刷電路的過程中,才能保證沒有微粒遷移等基板污染現(xiàn)象。第三階段,為了防止搬運、存放或?qū)訅簳r發(fā)生氧化,在銅箔的表面鍍鋅、鎳、錫及其它金屬或合金做為防氧化鍍層。
3、即分剪包裝。由于分剪包裝部分設(shè)備自帶控制裝置,我們在此不作考慮。這樣整個生產(chǎn)工藝可分為:電解溶銅,表面溶銅,10空調(diào)機組,30萬空調(diào)機組四部分。
電解銅箔生產(chǎn)的方法中銅溶解過程:
1、原理:將處理好的銅料加入到溶銅槽內(nèi),銅料的表面積越大越好,銅料之間要有較小的縫隙,以增大反應(yīng)面積。加入一定數(shù)量的純水和硫酸后,通入壓縮空氣進(jìn)行氧化化合反應(yīng),生成硫酸銅溶液。其化學(xué)反應(yīng)式為:2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O。該反應(yīng)屬固-液、固-氣、液-氣多相反應(yīng)。反應(yīng)速度與槽內(nèi)銅料的總表面積有關(guān),表面積越大,反應(yīng)速度加快。其次與風(fēng)量有關(guān),風(fēng)量增加,反應(yīng)速度也加快。
2、制箔原料要求:銅箔厚度越薄,質(zhì)量檔次越高,要求電解液中的雜質(zhì)含量越低。為了保證銅箔質(zhì)量,銅材的純度必須大于99.9%。
制箔的設(shè)備和原理:
1、陰極輥:隨著客戶要求的提高與技術(shù)的發(fā)展,陰極輥直徑由原來的1m、1.5m增加到2.2m、2.7m,寬度為1400mm~1500mm,材料現(xiàn)在多為純鈦。陰極輥具有良好的耐腐蝕性,而其表面質(zhì)量直接影響到生(原)箔的表面質(zhì)量和視覺效果,因此輥面粗糙度Ra<0.3μm。<p="">
2、陽極座:為不溶性陽極,目前使用的材料,一種為鉛銻合金(或鉛銀合金),另一種為鈦。而前者隨著使用時間的延長,合金腐蝕越來越多,致使極距不斷增大,槽電壓上升,電耗增加;同時由于腐蝕不很均勻,也影響極距的一致性,從而使銅箔均勻性亦差。后者由鈦基質(zhì)和涂層組成。涂層是銥(56%)和鉭(44%)混合物,這種陽極耐腐蝕性較好,在一定限度內(nèi)槽電壓基本不會升高,故生箔厚度均勻性好,但一次性投資較大。即使涂層受損減薄,也可通過重新涂覆得到修復(fù)。
3、生箔制造:采用硫酸銅作電解液,其主要成分是Cu2+和H+。在直流電的作用下,陽離子移向陰極,陰離子移向陽極。在陰極上Cu2+得到2個電子還原成Cu,并在陰極輥上結(jié)晶形成生箔。電解液經(jīng)過電解過程后,其Cu2+含量下降,H2SO4含量升高。電解液回到溶銅槽調(diào)整,使電解液Cu2+升高而H2SO4含量下降。通過電解和溶銅兩個過程,電解液中的Cu2+和H2SO4含量保持平衡。
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