锂电池铜箔制造工艺概述，，，，，，，，介绍铜箔的制作流程，，，，，，，，注意事项以及检测项目|尊龙凯时学堂|尊龙凯时

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锂电池铜箔制造工艺概述，，，，，，，，介绍铜箔的制作流程，，，，，，，，注意事项以及检测项目

发布时间：2021-02-05点击：5592

箔材，，，，，，，，做为集流体，，，，，，，，是锂电池除四大主材（正极材料、负极材料、电解液、隔膜）之外，，，，，，，，很重要的一个生产材料。。。。。在电池空间一定的情况下，，，，，，，，要提高电池的容量，，，，，，，，就要增加正负极活性物质的用量，，，，，，，，从而正负极涂层增加，，，，，，，，就只能减少隔膜和集流体的厚度。。。。。当然，，，，，，，，并不是越薄越好，，，，，，，，太薄的集流体容易断裂，，，，，，，，预热收缩快。。。。。

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，，，，，，，，故而尊龙凯时过滤筛网材质，，，，，，，，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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