铜箔生产工艺公司培训资料

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1、铜箔生产工艺金象铜箔有限公司技术部2011.2.20主要内容v引言v铜箔分类v电解铜箔制造工序v电解铜箔后处理工序v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v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70

2、μm)、薄铜箔(大于12μm而小于18μm)、超薄铜箔(小于12μm)；v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；v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

3、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v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v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

4、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v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v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Ra<0·3μm。制箔工序－设备v阳极座：　　阳极座为不溶性

5、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v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

6、，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v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v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

7、，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v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，延伸率下降；而含酸过高则铜箔硬度过大，发脆，并增加对设备的腐蚀。v电解液温度：　　　升高电解液温度可提高电流密度：温度升高10