铜箔生产工艺公司培训资料..docVIP

铜箔生产工艺 金象铜箔有限公司 技术部 2011.2.20 主要内容 引言 铜箔分类 电解铜箔制造工序 电解铜箔后处理工序 电解铜箔分切工序 引言 铜箔是锂离子电池及印制电路板中关键性的导电材料。目前，我公司大部分的铜箔是用在锂离子电池负极材料上。随着锂离子电池朝着高容量化、薄型化、高密度化、高速化方向发展，铜箔也朝着具有超薄、低轮廓（铜箔表面粗糙度为2μm以下）、高强度、高延展性等高品质高性能的方向发展，而其性能与铜箔结构及表面处理密切相关。目前，先进的铜箔生产技术和铜箔表面处理技术都由美国和日本垄断。 铜箔分类 按厚度可以分为厚铜箔(大于70μm)、常规厚度铜箔(大于18μm而小于70μm)、薄铜箔(大于12μm而小于18μm)、超薄铜箔(小于12μm)； 按表面状况可以分为单面处理铜箔（单面毛）、双面处理铜箔（双面粗）、光面处理铜箔（双面毛）、双面光铜箔（双光）和甚低轮廓铜箔（VLP铜箔）铜箔； 按生产方式可分为电解铜箔和压延铜箔。 1、电解铜箔是由电解液中的铜离子在光滑旋转不锈钢板(或钛板)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。 2、压延铜箔一般是由铜锭做原材料，经热压、回火韧化、削垢、冷轧、连续韧化、酸洗、压延及脱脂干燥等工序制成。 压延铜箔与电解铜箔的比较 压延铜箔表面更为平滑，且致密度较高，大多用于挠性印制电路板，压延铜箔为片状晶结构，在柔韧性方面要优于柱状织结构的电解铜箔，电解铜箔则主要应用于刚性印制电路板及锂电池制造中，在生产过程中电解铜箔比压延铜箔有较简化的生产流程，以及更低的生产成本，所以，如果在对铜箔韧性无特殊的情况，选用电解铜箔的较多。  电解铜箔工艺 目前国内外大都采用辊式阴极、不溶性阳极以连续法生产电解铜箔 ： 铜溶解的基本原理 铜溶解过程是将处理好的铜料加入到溶铜槽内，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。加入一定数量的纯水和硫酸后，通入压缩空气进行氧化化合反应，生成硫酸铜溶液。其化学反应式为： 2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O 　　　 该反应属固-液、固-气、液-气多相反应。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。 制箔工序 －原料要求 铜箔厚度越薄，质量档次越高，要求电解液中的杂质含量越低。为了保证铜箔质量，铜材的纯度必须大于99.9% 制箔工序－设备 阴极辊 ： 　　随着客户要求的提高与技术的发展，阴极辊直径由原来的1m、1.5m增加到2.2m、2.7m，宽度为1400mm~1500mm，材料现在多为纯钛。阴极辊具有良好的耐腐蚀性，而其表面质量直接影响到生（原）箔的表面质量和视觉效果，因此辊面粗糙度Ra0·3μm。 制箔工序－设备 阳极座 ： 　　阳极座为不溶性阳极，目前使用的材料，一种为铅锑合金（或铅银合金），另一种为钛。而前者随着使用时间的延长，合金腐蚀越来越多，致使极距不断增大，槽电压上升，电耗增加；同时由于腐蚀不很均匀，也影响极距的一致性，从而使铜箔均匀性亦差。　　后者由钛基质和涂层组成。涂层是铱(56%)和钽(44%)混合物，这种阳极耐腐蚀性较好，在一定限度内槽电压基本不会升高，故生箔厚度均匀性好，但一次性投资较大。即使涂层受损减薄，也可通过重新涂覆得到修复。 生箔制造的基本原理 生箔制造是采用硫酸铜作电解液，其主要成分是Cu2+和H+。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。电解液经过电解过程后，其Cu2+含量下降，H2SO4含量升高。电解液回到溶铜槽调整，使电解液Cu2+升高而H2SO4含量下降。通过电解和溶铜两个过程，电解液中的Cu2+和H2SO4含量保持平衡。 生箔制造中的工艺参数 电流密度 ： 　　提高电流密度是提高产量的重要措施。目前生箔生产的电流强度在20000A~50000A，电流密度为5000A/m2~10000A/m2。电流密度的提高将使电化学极化及浓度极化增大，生成晶核数目增加，生箔结晶变细。 生箔制造中的工艺参数 铜离子浓度 ： 　　　电流强度增加，电解液的铜离子浓度也应相应增加，以保证电解需要。铜离子浓度大，铜箔更加致密，其硬度、强度和延伸率均较高。但也必须结合溶解度考虑，过分接近饱和浓度，易受温度微小波动引起异常结晶而影响产品质量。铜离子浓度一般控制在65g/L~100g/L为宜。 生箔制造中的工艺参数 硫酸浓度 ： 　　　硫酸铜溶液电解时，85%以上的电荷靠加入硫酸的H+传递，生产上以含酸90g/L~110g/L的硫酸铜溶液电解的生箔质量较好。低酸，则电流密度相对下降，易使材质疏松，延伸率